Metabolismus sacharidů

Metabolismus sacharidů

• jsou rychlým zdrojem energie pro organismus

• sacharidy v potravě jsou– monosacharidy (glukosa, fruktosa,...)– oligosacharidy (maltosa, laktosa, sacharosa,...)– polysacharidy (škrob, glykogen, celulosa)

Metabolismus sacharidů

• jsou organismem převáděny na monosacharidy (pomocí enzymů glykosidas)

• rezervní polysacharidy– jsou štěpeny fosforolyticky (v přítomnosti

„H3PO4“) na glukosa-1-fosfát

• monosacharidy jsou převáděny na glukosu– > syntéza glykogenu– > do krve

Metabolismus sacharidů

• pro metabolisování glukosy je třeba ji aktivovat ATP na glukosu-6-fosfát– > anaerobní glykolýza (ATP)– > pentosový cyklus – stavební látky pro

nukleotidy

Anaerobní glykolýza

• odbourání glukosy na pyruvát a energii

• 3 fáze– přeměna glukosy na glyceraldehyd-3-fosfát– dehydrogenace na fosfoglycerát (zisk energie)– přeměna na pyruvát

• energetická bilance• aktivace glukosy (2x ATP)• 2x syntéza 2 ATP (4 ATP)

= zisk 2 ATP

Anaerobní glykolýza

• další přeměny pyruvátu– Aerobní odbourání = oxidační dekarboxylace

– > acetyl-CoA + NADH + H+

CH3-CO-COOH + HSCoA → CH3-CO~SCoA + CO2 + 2 [H]

– Anaerobní odbourávání• alkoholové kvašení

Anaerobní glykolýza

• mléčné kvašení– bakterie mléčného kvašení, ve svalech při nedostatku O2

Anaerobní glykolýza

Anaerobní glykolýza

Anaerobní glykolýza

Anaerobní glykolýza

Pentosový cyklus

• převod „energie“ ze sacharidů na redukční činidlo NADPH + H+

– > biosyntéza lipidů, steroidů,...

• nemá energetický význam – nevzniká ATP

• oxidace hexosy (glukosa-6-fosfát) na CO2 a pentosu (ribulosa-1,5,-bisfosfát)– prekurzor nukleotidů DNA a RNA

Pentosový cyklus

Pentosový cyklus

Fotosyntéza

• produktem jsou sacharidy (také v glukoneogenezi)

• zabudování uhlíku z CO2 do energeticky bohatých struktur za využití světelné energie

6 CO2 + 12 H2O → C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2

ΔG = 2830 kJ.mol-1

• endergonický děj – spotřebovává energii

hν

Fotosyntéza

• lokalizace v thylakoidech– prokaryotické buňky – v cytoplasmě– eukaryotické buňky – v chromatoforech a

chloroplastech

• barviva– chlorofyly – porfinový cyklus s Mg2+ a fytolem

• a, b, c, d, bakteriochlorofyl

– karotenoidy – karoteny, xanthofyly– fykobiliny – fykocyanin, fykoerythrin

Fotosyntéza

Fotosyntéza

a b

Fotosyntéza

Fotosyntéza

• 2 fáze– světelná fáze – vznik ATP, NADPH + H+, O2

• cyklický transport e- - cyklická fosforylace• necyklický transport e- - necyklická fosforylace• fotolýza vody

– temnostní fáze – asimilace CO2 do organických struktur

Světelná fáze fotosyntézy

• využívá 2 fotosystémy– liší se účinností absorbce různých vlnových

délek– fotosystém I

• PI, respektive P700, chlorofyl a, maximum při 700 nm

• po ozáření dojde k odštěpení 2 e-, jejich zachycení FeS proteinem a předáním prostřednictvím redoxních přenašečů na feredoxin

– > přenos na cytochromy a plastochinon a návrat do PI

» zisk energie → syntéza ATP; cyklická fosforylace– > jsou využity pro syntézu NADPH + H+

» využití vodíků z vody

Světelná fáze fotosyntézy

– fotosystém II• PII respektive P680, maximum při 680 nm

• chlorofyly a + b

• při syntéze NADPH + H+ se PI stává elektrondeficitním

• PII po ozáření odštěpí 2 e-, ty jsou zachyceny přenašečem Q předány přes systém redoxních přenašečů systému PI

– v průběhu předávání e- dochází k syntéze ATP» necyklická fosforylace

• chybějící e- získá PII z vody

Světelná fáze fotosyntézy

– fotolýza vodyH2O → 2 H+ + 2 e- + ½ O2

• H+ - redukce NADP+ na NADPH + H+

• e- - regenerace PII

• O2 – uvolňuje se do atmosféry

hν

Světelná fáze fotosyntézy

Temnostní fáze fotosyntézy

• asimilace (fixace) CO2 na akceptor a redukce na sacharid– ribulosa-1,5-bisfosfát – C3 rostliny

– fosfoenolpyruvát – C4, CAM rostliny

• C3 rostliny

– Calvinův cyklus• vznik hexosy z CO2

Temnostní fáze fotosyntézy