c1r_metabolismenergetic
TRANSCRIPT
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 1/63
METABOLISM ENERGETIC
De la hran ă la e
nergie
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 2/63
CE ESTE METABOLISMUL?
- Totalitatea transformărilor care au loc într-unorganism
- Alcătuit din catabolism (degradare la compuşi
mia simpli, cu producere de energie)
şi anabolism (construire compuşi complecşi dincompuşi simpli, cu consum de energie)
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 3/63
Ce este BIOENERGETICA
sau TERMODINAMICA BIOCHIMICĂ?
= studiul modificărilor energetice care însoţesc reacţiile biochimice
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 4/63
Apectele principale ce urmează săfie discutate:
• Principiile termodinamicii
• Organisme autotrofe, heterotrofe
• Variaţia energiei libere în reacţiile biochimice
• Reacţii exergonice şi endergonice
• Cuplarea reacţiilor endergonice cu cele exergonice
• Proprietăţile ATP
• Hidroliza ATP
• Compuşi macroergici • Oxidarea în procesele biochimice
• Sinteza ATP (fosforilare la nivel de substrat, fosforilareoxidativă)
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 5/63
Termodinamica • Studiul transformărilor energetice care au loc într-
un sistem.
• Sistemele biologice sunt sisteme deschise (între sistemşi mediu există schimb de materie şi energie).
• Două principii ale termodinamicii:
1.Principiul I (al conservării energiei)
2. Principiul II (al evoluţiei)
Principiile termodinamicii clasice sunt valabile şi în
cazul sistemelor biologice.
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 6/63
Primul principiu al termodinamicii
(principiul conservării energiei)
• Energia nu poate fi creată sau distrusă, ci poatefi doar convertită în alte forme.
• Consecinţă: cantitatea totală de energie din
univers este constantă.
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 7/63
• Entropia (cantitatea de dezordine dintr-un sistem)
universului creşte.SAU
• Orice transformare liberă şi spontană se face în direcţiacorespunzătoare creşterii entropiei ansamblului constituit din sistem şi mediul înconjurător.
Consecinţa: • Toate transformările energetice sunt ineficiente deoarece fiecare reacţie conduce la o creştere a entropiei şi la pierderea de energie sub formă de căldură.
Al doilea principiu al termodinamicii
(Principiul evoluţiei)
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 8/63
Radiaţia solară
este sursa
primară de energie pentrutoateorganismele vii.
Energia pătrunde în biosferă sub formă de radiaţie solară
şi părăseşte biosfera sub formă de căldură.
Organisme autotrofe
Organisme heterotrofe
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 9/63
ENERGIA INTERNĂ (E)
• E = G + TS
G – energia liberă
TS- energia legată
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 10/63
ENERGIA LIBERĂ (G)
-componentă a energiei interne a
sistemului,convertibilă la t şi p constante în
lucru mecanic (mişcare ordonată)-
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 11/63
Variaţia energiei libere (ΔG) este energia
utilizabilă
ΔG = ΔH - TΔS
ΔH – variaţia entalpiei/energia internă a sist.
ΔS – variaţia entropiei (T ΔS – energie legată)
T- temperatura absolută
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 12/63
Variaţia energiei libere a uneireacţii determină spontaneitatea ei
1) dacă DG este negativă – reacţia va evolua spontande la stanga la dreapta (şi poate efectua travaliu)
2) dacă DG este pozitivă- reacţia nu va evolua
spontan de la stanga la dreapta, ci pentrudesfăşurarea ei necesită energie din exterior
3) dacă DG = 0 – reacţia este la echilibru, nuevoluează spontan în nici un sens
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 13/63
Variaţia energiei libere depinde de
concentraţiile reactanţilor şi produşilor de
reacţie şi de valoarea unei constante (ΔGº׳)
DGo' = variaţia energiei libere standard (la pH 7, 25C,conc. produşilor şi reactanţilor 1M)
R = constanta gazelor (1,98cal/molxK); T = temp.
Pentru reactia A + B
C + DDG = DG
o' + RT ln
[C] [D]
[A] [B]
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 14/63
La echilibru DG = 0.
K'eq, raportul [C][D] / [A][B] laechlibru.
Dacă K'eq > 1: reacţiespontană (DG‘ negativ).
DG = DGº' + RT ln
= DGº' + RT ln
DGº' = - RTln
defining K'eq =
DGº' = - RT ln K'eq
[C] [D]
[A] [B]
[C] [D]
[A] [B]
[C] [D]
[A] [B]
[C] [D]
[A] [B]
Variaţia energiei libere şiconstanta de echilibru (K‟eq)
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 15/63
K'eq DG º'
kJ/molReactie (1M si pH 7)
104 - 23 Spontana de la stinga la dreapta
102 - 11 Spontana de la stinga la dreapta
100
= 1 0 echilibru
10-2
+ 11 Are loc in sens invers
10-4
+ 23 Are loc in sens invers
DGo' = -RT ln K'eq
Variaţia DGo„ (25 oC) cu valoarea constantei de echilibru
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 16/63
Întrebare:
1. A + B C + DReacţia de mai sus se desfăşoară într -un volum de 2,5 l
soluţie; cantităţile în moli din fiecare component laechilibru sunt: A=10; B=5; C=5; D=5. Constanta deechilibru Keq pentru această reacţie are valoarea :A. 0,5B. 0,67
C. 1,00D. 1,5E. 2,00
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 17/63
Tipuri de reacţii în funcţie devaloarea ΔG
1. reacţii exergonice
2. reacţii endergonice
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 18/63
Reacţii endergonice
• Reacţii chimice care necesită un aport energeticexterior
• au ΔG >0 .• Exemplu:
1. Fotosinteza
6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2
Soare
fotoni
Energiesolară
(glucoza)
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 19/63
Reacţii exergonice
• Reacţii chimice cu eliberare de energie
• au ΔG<0
• Examplu:
1. Respiraţia celulară
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + ATP
(glucoza)
Energie
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 20/63
• Reacţii endergonice – reacţiile anabolice
• Reacţii exergonice- recaţiile catabolice
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 21/63
Căile anabolice
• Reacţii metabolice, care consumă energie (endergonice), pentru a construi molecule complexe
din molecule simple.• Exemplu:
1. Fotosinteza
6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2
SoareEnergieluminoasă
(glucoza)
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 22/63
Căile catabolice
• Reacţii care eliberează energie (exergonice) prin caremolecule complexe se scindează în molecule simple.
• Exemplu:
1. Respiraţia celulară
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O +
ATP(glucoza)
energie
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 23/63
A
B
C
cale
catabolică
energie
energie
ATPEnergie
C1
B1
A1
cale
anabolică
energie
energie
Cuplarea căilor metabolice
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 24/63
Cuplarea reacţiilor metabolice
este posibilă datorită naturiiaditive a variaţiei energiei libere
O reacţie spontană poate susţine o reacţie non-spontană:o reacţie exergonică (ΔG1 <0 ) se poate cupla cu oreacţie endergonică (ΔG2>0)
Variaţiile energiei libere ale reacţiilor cuplate suntaditive, iar variaţia totală a energiei libere trebuie săfie negativă (ΔGtotal = ΔG1 + ΔG2; ΔGtotal < 0).
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 25/63
Cuplarea reacţiilor endergonice cu
cele exergonice
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 26/63
Două tipuri de cuplaj
A. Cuplarea prin intermediar comun obligatoriu:
A + C I B + D
Intermediarul comun obligatoriu I trebuie să fie înrudit structural cu A,C, B sau D.
Acest tip de cuplaj nu este specific pentru sistemelebiologice.
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 27/63
Exemplu- Două reacţii din glicogenoliză
glucozo-1-P
glucozo-6-P DGo
' = -1,74kcal/molglucozo-6-P fructozo-6-P DGo' = +0,40kcal/mol
TOTAL: DGo' = -1,34 kJ/mol
I. Cuplarea prin intermediar comun obligatoriu
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 28/63
-Două reacţii care se derulează în acelaşi compartiment celular se potcupla printr-un intermediar energetic comun care prezintă două forme
E/E*, una energizată (E*) şi alta săracă energetic, intermediar careserveşte drept transductor de energie.
-Intermediarul comun energetic E, (spre deosebire de I, intermediarulcomun obligatoriu) nu trebuie să fie înrudit structural cu A, B, C sau
D
A
B C
DE
E*
Freeenergy
E*/E=ATP/ADP
I. Cuplarea prin intermediar comun energetic
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 29/63
Modelul ATP ca Donor Energetic Universal
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 30/63
Proprietăţile ATP
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 31/63
Structura ATP
• ATP conţine adenină, riboză şi 3 grupări fosfat unite două legături macroergice
P P P
Adenozin trifosfat (ATP)
2 fosfaţi bogaţi energetic 1 fosfat sărac energetic
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 32/63
Legăturile macroergice
- Legături de tip anhidridă
- DG hidroliză cu valoare negativă mare.
- Reprezentate prin simbolul "~"
N
NN
N
NH2
O
OHOH
HH
H
CH2
H
OPOPOP-O
O
O- O-
O O
O-
adenina
riboza
ATPAdenozin trifosfat
Legaturi anhidridice
(~
)
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 33/63
Potential, ambele legături macroergice pot fi scindate, şi
cele două grupe fosfat bogate în energie eliberate prin
hidroliza ATP.
ATP ADP + Pi
ADP AMP + Pi
Alternativ:ATP AMP + PPi
PPi 2Pi
Hidroliza ATP: două modalităţi
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 34/63
I. ATP + H2O ADP + P ΔGº‟ = -7,3kcal/mol
+ H2O
P P P
Adenozin trifosfat (ATP)
P P P+
Adenozin difosfat (ADP)
Hidroliza ATP: două modalităţi
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 35/63
I. ATP + H2O AMP + PP ΔGº‟ = -7,3kcal/mol
PP 2P ΔGº‟ = -9 kcal/mol
+ H2O
P P P
P P P
+
P
P
+H2O
Adenozin trifosfat
(ATP)
Adenozin monofosfat
(AMP)
ΔGº‟total = -16,3 kcal/mol
Hidroliza ATP: două modalităţi
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 36/63
Hidroliza ATP la ADP
- are loc atunci cînd variaţia energiei libere a reacţiei endergonice este mai mică de 7,3kcal/mol
Exemplu
- Unele reacţii enzimatice pot fi interpretate drept două jumătăţi de reacţie cuplate, una spontană şi cealaltă
nespontană.
- La centrul activ al enzimei, cuplajul este favorizat
cinetic, în timp ce jumătăţile de reacţie sunt prevenite.
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 37/63
Reacţia catalizată de hexokinază; cele 2 jumătăţi de r eacţie
sunt:
ATP + H2O ADP + Pi DGo' = -7,3 kcal/mol
Pi
+ glucoză glucozo-6-P + H2O DGo' < +7,3 kcal/mol
Cuplaj: ATP + glucose ADP + glucozo-6-P DGo' < 0 kcal/mol
Structura centrului activ al enzimei – cavitate hidrofoba-,care exclude H2O, previne reactiile hidrolitice individuale, in timp ce favorizeaza reactia cuplata.
Hidroliza ATP la ADP
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 38/63
- are loc atunci cînd variaţia energiei libere a reacţiei endergonice
este mai mică de 7,3kcal/mol
RCOOH + CoASH RCOSCoA DGo' > +7,3kcal/mol
ATP + H2O AMP + PPiPPi + H2O 2 Pi DGo' = - 15,3 kcal/mol
Reactia globala:RCOOH + ATP + CoASH RCOSCoA+ AMP + 2 Pi
DGo' < 0 kcal/mol (spontana)
II. Hidroliza ATP la AMP
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 39/63
De ce nu se hidrolizeaza
ADP la AMP?
• Nu exista enzima corespunzatoare inorganism
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 40/63
Stabilizarea prin rezonanta a produsilor de hidroliza estemai puternica de cit in cazul compusului ca atare.
Repulsia electrostatica intre atomii de oxigen incarcatinegativ ai gruparilor fosfat favorizeaza separareagruparilor fosfat (prin reactia de hidroliza a ATP se reducenr. sarcini negative de la 4 pt ATP la 3 pt ADP.
Prezenta ioni Mg2+ in celule: afinitatea ADP pt Mg2+este de 6 ori mai mare decit afinitatea ATP]
De ce hidroliza legaturilor de tip anhidrida
din ATP si PPi au o valoare mare a ΔG?
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 41/63
Intrebare:
• ATP nu contine:
1. Legatura de tip anhidrida
2. Legatura esterica3. Legatura N-glicozidica
4. Legatura tioesterica
5. Grupe hidroxil de tip alcool secundar
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 42/63
Care sunt modalitatile de echilibrare a
continutului de grupari fosfat macroergice
intre nucletidele dintr-o celula(si de folosire a energiei legaturii macroergicedin dinucleotide)?
REACTIILE CATALIZATE DE ENZIMELE: Adenilat kinaza
Nucleozid difosfosfat kinaza
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 43/63
Adenilat kinaza AK (Miokinaza)interconverteste nucleotidele cu adenina
• ATP + AMP 2 ADPAK este prezenta in majoritatea celulelor
• Reactia AK furnizeaza substratul pentru sinteza ATP (ex. sub
actiunea ATP sintazei mitocondriale), ADP, in conditiile in care inexista reactii metabolice in cadrul carora ATP-ul este defosforilatla AMP.
• Reactia AK permite cresterea concentratiei de AMP (2ADP
AMP + ATP) in conditiile in care exista depletie celulara de ATP,AMP care va actiona ca activator alosteric pentru enzimelecatabolice, care vor conduce la generarea crescuta de ATP
• Reactia AK este o sursa minora temporara de ATP, permitind
gruparilor fosfat macroergice din ADP sa fie utilizate pentrusinteza directa de ATP
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 44/63
NUCLEOZID DIFOSFAT KINAZA (NuDiKi)
NuDiKi echilibreaza continutul de grupari fosfatmacroergice ~P intre diferitele clase de nucleotide, infunctie de necesitatile celulei, ex. pentru sinteza ADN &
ARN.NuDiKi catalizeaza reactii reversibile de tipul:
ATP + GDP ADP + GTP,
ATP + UDP ADP + UTP, etc.
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 45/63
Cuplarea energetica in transportulionilor
Transportul ionilor poate fi
cuplat cu o reactie chimica,
ex. Hidroliza sau sinteza ATP. S1 S2
ATP
ADP + Pi
Side 1 Side 2
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 46/63
ΔG (diferenta de potential electochimic) asociata cutransportul ionului S printr-o membrana de pe fata 1 pefata 2 este:
R = constanta gazelor, T = temp, Z = sarcina ionuluic,F = constanta Faraday, DY = tensiunea.DG pt. fluxul ionic variaza cu gradientul ionic & tensiunea.
DG = R T ln + Z F DY
[S]1
[S]2
S1 S2
Side 1 Side 2
Variatia energiei libere in transportul ionilor
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 47/63
2 situatii
Transport activ: Hidroliza spontana a ATP (DG <0)este cuplata cu (sustine energetic) fluxul ionic contra
gradient (DG>0).Sinteza ATP: Fluxul H+ spontan conform gradientuluide concentratie (DG <0) este cuplat (sustine energetic)sinteza ATP (DG>0).
S1 S2
ATP
ADP + Pi
Transport
activ
H+
1 H+2
ATP
ADP + Pi
Sinteza
ATP
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 48/63
Gruparile fosfat bogat energetice
sunt “moneda energetica” a celulei • ATP este principala moneda energetica
• ATP este constant consumat si generat
• Consum ATP: contractie musculara,transport activ, reactii biosintetice
• Generarea ATP
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 49/63
Compusi macroergici sau
fosfageni
• Forme de depozitare a gruparilor fosfatbogate energetic, capabili sa actioneze cadonori de grupari fosfat ~P catre ADP, astfelregenerind rapid ATP
• Hidroliza compusilor macroergici elibereazao cantitate de energie libera de cel putin 7,3kcal/mol (IΔGI>7,3 kcal/mol)
Variatia energiei libere standard
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 50/63
Compus DGo' hidroliza, kcal/mol
Fosfoenolpiruvat (PEP) -14,
Carbamoil fosfat -1,3
1,3-Bifosfoglicerat -11,
Fosfocreatina -1,3
Acil-SCoA -7,5
ATP (hidrolizat la ADP) -7,3
ATP (hidrolizat la AMP) -7,3
Pirofosfat -
Glucozo-1-fosfat -5,
Glucozo-6-fosfat -3,
AMP -3,4
Glicerol-3-fosfat -,
Variatia energiei libere standard
in cazul unor compusi organofosforici
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 51/63
Fosfoenolpiruvatul (PEP), implicat in sinteza ATP.
C
C
O O
-
OPO32-
CH2
C
C
O O
-
O
CH3
C
C
O O-
OH
CH2
ADP ATP
H+
PEP enolpiruvat piruvat
COMPUSI MACROERGICI
COMPUSI
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 52/63
Creatine Kinaza catalizeaza reactia reversibila:Fosfocreatina + ADP ATP + creatina
Rolurile fosfocreatinei
-Sursa de ATP in cursul contractiei musculare-Depozit de ~P- transport ~P intre diferitele compartimente ale celulei .
-O PHN C
O
O-
N
NH2+
CH2
CH3
C
O
O-
fosfocreatina
Fosfocreatina (creatinfosfat): musculaturascheletica, inima,spermatozoizi, creier
COMPUSI
MACROERGICI
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 53/63
Coenzyme A-SH + HO C
O
R
Coenzyme A-S C
O
R + H2O
In contrast cu esterii fosforici, tioesterii au o valoarenegativa a DG pentru hidroliza foarte mare.
Spontaneitatea scindarii legaturii tioesterice este esentialapentru rolul coenzimei A de acyl group carrier.
COMPUSI
MACROERGICI
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 54/63
legatura esterica dintre prima grupare fosfat si 5OH alribozei din ATP.
N
NN
N
NH2
O
OHOH
HH
H
CH2
H
OPOPOP-O
O
O- O-
O O
O-
adenina
riboza
ATP
Legatura esterica
Esteri fosforici cu valori negative dar <7,3kcal/mol
la hidroliza
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 55/63
glicerol-3-fosfat
CH 2
CH
CH 2
OH
HO
O P
O
O-
O-
H O
OH
H
OHH
OH
CH2
H
OH
H
1
6
5
4
3 2
O P
O
OH
OH
glucozo-6-fosfat
Esteri fosforici cu valori negative dar <7,3kcal/mol
la hidroliza
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 56/63
Legatura esterica dintre restul de acid fosforic sigruparea OH a unui aa dintr-o proteina (Ser, Thr,Tyr).
Protein OH + ATP Protein O P
O
O-
O-
+ ADP
Pi H2O
Protein kinaza
Protein fosfataza
Esteri fosforici cu valori negative dar <7,3kcal/mol
la hidroliza
AMPc este un compus care NH2cAMP
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 57/63
AMPc este un compus care
hidrolizeaza spontan conform
reactiei (catalizata de
fosfodiesteraza):
cAMP 5'-AMP
DE CE?
deoarece exista constringeri stericein cadrul ciclului.
CE IMPORTANTA ARE
ACEASTA LABILITATE A AMPcLA HIDROLIZA?
Labilitatea AMPc la hidroliza il
face un semnal celular tranzitoriu
excelent.
N
NN
N
2
O
OHO
HH
H
H2C
HO
P
OO-
1'
3'
5' 4'
2'
cAMP
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 58/63
Enumerati compusii organofosforici care au ΔG<0
si precizati rolurile lor:
Transfer sau depozit energetic
ATP, PPi, creatinfosfat
Transfer de grupari chimice ATP, Acil-CoA
Semnal tranzitoriu AMPc
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 59/63
Generarea/sinteza ATP
I. Conditii anaerobioza
– Lipsa O2
– Fosforilare la nivel de substrat1) 2 reactii in glicoliza3) 1 reactie in ciclul Krebs
II. Conditii de aerobioza
– prezenta O2 – Fosforilare oxidativa
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 60/63
Fosforilare la nivel de substrat
-glicoliza-
1,.3-Bifosfoglicerat
ADP
Fosfoglicerat kinaza ATP
3-fosfoglicerat
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 61/63
Fosforilare la nivel de substrat in
glicoliza:reactia catalizata de fosfogliceratkinaza
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 62/63
C
C
O O-
OPO32-
CH2
C
C
O O-
O
CH3
C
C
O O-
OH
CH2
ADP ATP
H+
PEP enolpiruvat piruvat
Fosforilare la nivel de substrat in glicoliza:
reactia catalizata de piruvatkinaza
F f il l i l d b t t i
5/16/2018 C1R_metabolismenergetic - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/c1rmetabolismenergetic 63/63
Fosforilare la nivel de substrat in
ciclul Krebs:
reactia catalizata de succinilCoA kinaza
succinil~ CoA + GDP + Pi succinat + GTP + CoASH