Презентация на тему "Углеводы: строение, классификация, функции. Обмен моносахаридов: аэробное та анаэробное окисление. Глюконеогенез."

Содержание

• 
  Слайд 1
  

  Углеводы: строение, классификация, функции. Обменмоносахаридов: аэробное та анаэробноеокисление. Глюконеогенез.

  «TheDiscoveryofHoney» — PierodiCosimo (1462). (CourtesyoftheWorcesterArtMuseum)

• 
  Слайд 2

  Функции углеводов

  - основной и единственный анаэробный энергетический материал ( 1г – 17,1 кД) - структурная:гликокаликс, гликопротеины мембран, гликозаминогликаны соединительной ткани, клеточная стенка растений - гидроосмотическая:гиалуроновая кислота - защитная:гликокаликс, иммуноглобулины,слизь секретов запасающая: гликоген, крахмал клеточное взаимодействие: контакты при дифференцировке, межклеточные взаимодействия группы крови продукты питания лекарственные препараты: сердечные гликозиды, аскорбиновая кислота, гепарин, некоторые антибиотики, нитроглицерин составная часть многих белков: гликопротеины, липидов (липополисахариды)

• 
  Слайд 3

  Классификация

• 
  Слайд 4
  

  В соответствии с числом атомов С моносахариды делятся на Триозы, тетрозы, пентозы и гексозы. Наиболее распространенными являются пентозы и гексозы. Из триоз наибольшее биологическое значение имеют промежуточные вещества энергообмена – глицераль и диоксиацетон . Пентозы входят в состав нуклеотидов нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) Гексозы являются мономерами полисахаридов и главными энергетическими веществами (глюкоза, фруктоза, галактоза, манноза и др.) Гляди-ка, кислорода-то нет! Рибоза Дезоксирибоза

• 
  Слайд 5

  Дисахариды

• 
  Слайд 6

  Полисахариды

  Гомополисахариды: Крахмал Гликоген Целлюлоза Гетерополисахариды: Гиалуроновая кислота Хондроитинсульфаты Гепарин

• 
  Слайд 7
  

  Глюкоза Превращение глюкозы в клетке Глюкозо-6-фосфат Пируват Гликоген рибоза, НАДФН Пентозофосфат-ный путь Синтез гликогена Деградация гликогена Гликолиз Глюконеогенез 3-5% 60-70% 20-30% Синтез жира

• 
  Слайд 8

  Этапы аэробного окисления глюкозы

  1.) Глюкоза 2 ПВК (по пути гликолиза) 2.) Пируватдегидрогеназ-ный комплекс СН3–СО–СООН + НSКоА + НАДСО2 + СН3СО–S-КоА + НАДН+Н 3.)Цикл Кребса Всего: 38 АТФ

• 
  Слайд 9

  Гликолиз

  Центральный путь энергетичекого обмена. В анаэробных условиях –гликолиз единственный путь производства энергии Протекает практически во всех тканях Активность зависит от уровня кровоснабжения ткани, т.е. ее аэрации и оксигенации Имеет две стадии – энергозатратная (подготовительная) и – энергопродуцирующая

• 
  Слайд 10

  Этапы окисления глюкозы

  Глюкокиназа (гексокиназа) 1. Первая реакция гликолиза - активация (фосфорилирование) глюкозы. Реакции необратима, т.к. происходит диссипация большей части энергии. Фермент Гексокиназа(фосфотрансфераза) (ГК) может фосфорилировать фруктозу и маннозу.ГК- аллостерический фермент и ингибируется Гл-6-ф и высокими конц АТФ. В печени, почках, поджелудочной железе есть глюкокиназа, которая фосфорилирует только глюкозу. Она не ингибируется Гл-6-ф имеет высокую (10 мМ/л) Км для глюкозы т.е. «работает» при высоких конц. глюкозы.

• 
  Слайд 11
  

  2-я реакция - обратимая изомеризация Гл-6-Ф с образованием более симметричной молекулы Фр-6-Ф. Фермент - фосфогексоизомераза

• 
  Слайд 12
  

  3-я реакция - получение симметричной молекулы Фермент - Фосфофруктокиназа (ФФК) катализируетлимитирующую стадию, определяющую скорость гликолиза в целом. ФФК - аллостерический фермент, ингибируется АТФ и стимулируется АДФ и АМФ АТФ в разных (субстратных или регуляторных) концентрациях является субстратом или аллостерическим ингибитором, тормозящим гликолиз

• 
  Слайд 13
  

  4-я реакция. Фермент-альдолаза(лиаза). Равновесие реакции сдвинуто в сторону распадаФ-1,6-диФ, т.к. образующийся глицеральдегид 3-фосфат расходуется в реакциях гликолиза. Т. О. завершается первый этап гликолиза, Т. ч. завершается первый этап гликолиза, связанный с расходом энергии 2 мол. АТФ на активацию субстратов.

• 
  Слайд 14

  Характеристика альдолазы

  Определение активности альдолазы используют в энзимодиагностике при заболеваниях, связанных с повреждением или гибелью клеток при: остром гепатите активность этого фермента может увеличиваться в 5-20 раз, инфаркте миокарда – в 3-10 раз, миодистрофии – в 4-10 раз.

• 
  Слайд 15
  

  5-реакция Эти триозы — глицеральдегид-3-фосфат (3-ФГА) и дигидроксиацетонфосфат (ФДА)— превращаются один в другой триозофосфатизомеразой. В дальнейший метаболизм вступает 2 мол. 3-ФГА

• 
  Слайд 16
  

  6-реакция 3-ФГА затем окисляется глицеральдегид-З-фосфатдегидрогеназойс образованием NADH + H+ Процесс называется гликолитической оксидоредукцией В этой обратимой реакции в молекулу включается Фн (для последующего «субстратного фосфорилирования»,) с образованием 1,3-диФГК. 1,3-диФГК содержит фосфо~ангидриднуюсвязь, расщепление которой сопряжено с образованием АТФ.

• 
  Слайд 17
  

  7-реакция На следующей стадии (катализируемой фосфоглицераткиназой) перенос фосфата этого соединения сопряжен с образованием АТФ.

• 
  Слайд 18
  

  8-реакция . Изомеризации 3-ФГК в 2-фосфоглицерат (фермент: фосфоглицератмутаза)

• 
  Слайд 19
  

  Последующее отщепление воды (фермент: енолаза- лиаза). Продукт представляет собой сложный эфир фосфорной кислоты и енольной формыпирувата и потому называется фосфоенолпируватом (ФЕП). 9-реакция

• 
  Слайд 20
  

  10-реакция На предпоследней необратимой стадии, которая катализируется пируваткиназой, образуются ПВК и АТФ. Это вторая энергодающая реакция гликолиза (синтеза АТФ) – вторая реакция субстратного фосфорилирования Фермент активируетсяФ-1,6диФ, и ингибируется АТФ и ацетил-КоА.

• 
  Слайд 21
  

  Общее уравнение гликолиза:Глюкоза + 2НАД+ + 4АДФ + 2АТФ + 2Фн = 2ПВК + 2НАД∙Н + 2АДФ + 4АТФ + 2H2O + 2Н+

  Глюкоза + 2НАД+ + 2АДФ + 2Фн = 2НАД∙Н + 2ПВК + 2АТФ + 2H2O + 2Н+ => Химические превращения трех разных типов, реализующихся в результате гликолиза: 1. Судьба атомов углеродного скелета 2. Путь переноса электронов 3. Путь фосфатных групп

• 
  Слайд 22

  Малат-аспартатный челночный механизм

  Оксалоацетат Малат НАД+ НАДН+Н+ Глутамат α-Кето-глутарат Аспартат Аспартат Оксалоацетат Малат НАДН+Н+ НАД+ Внутренняя мембрана митохондрий Цитозоль Матрикс митохондрий α-Кето-глутарат Глутамат Аспартатамино-трансфераза Аспартатамино-трансфераза Малатдегид-рогеназа Малатдегид-рогеназа

• 
  Слайд 23

  Глицерофосфатнаячелночная система.

  ГЛИЦЕРОФОСФАТНАЯ ЧЕЛНОЧНАЯ СИСТЕМА

• 
  Слайд 24

  Пути использования пирувата

  Анаэробные условия: превращается в лактат Анаэробные условия: превращается в ацетил-коэнзим А

• 
  Слайд 25
  

  Ткани человеческого организма, способные продуцировать лактат: мышцы эритроциты, мозг кожа слизистая оболочка тонкой кишки Утилизация лактата происходит в: печени почках в сердце скелетных мышцах.

• 
  Слайд 26

  Глюкозо- лактатный цикл (цикл Кори)

  печень 2 АТФ глюконеогенез глюкоза 2 лактат Мышцы, эритроциты глюкоза глюкоза гликолиз 2 лактат 2 лактат кровь 6АТФ Печеночнаялактатдегидрогеназапревращает лактат впируват (субстрат для глюконеогенеза) Глюкоза, образованная в печени, транспортируетсякпериферическимтканямс кровью

• 
  Слайд 27
  

  Печеньипочки – основные органы синтеза глюкозы Основные предшественники: лактат, пируват, глицерол инекоторыеаминокислоты При голодании глюконеогенез поставляетпочти всю глюкозу для организма Глюконеогенез – универсальный путь. Глюконеогенез –синтез глюкозыиз неуглеводных компонентов

• 
  Слайд 28
  

  Основные предшественники: (1) Лактат (2) Большинство аминокислот(особенно аланин), (3) Глицерол (при расщеплении жиров) Предшественники глюконеогенеза

• 
  Слайд 29
  

  Глюконеогенез не являетсяобратимым гликолизом В гликолизе глюкоза превращается в пируват; в глюконеогенезепируватпревращаетсяв глюкозу. Но, глюконеогенезне являетсяобратимымгликолизом. Естьтри необратимыереакциив гликолизе - гексокиназная, фосфофруктокиназная, ипируваткиназная.

• 
  Слайд 30
  

  I: ПируватФосфоэнолпируват Фермент пируваткарбоксилаза – присутствует только в митохондриях. Пируват транспортируется в митохондриииз цитоплазмы. Первыйшагв глюконеогенезе- карбоксилированиепирувата воксалоацетат.

• 
  Слайд 31
  

  Проходитв цитозоле. Одна молекула АТФ и одна молекула ГТФ используются для “поднятия” пируватадофосфоэнолпирувата. Фосфоэнолпируваткарбоксикиназная реакция

• 
  Слайд 32
  

  Фермент фруктозо-1,6-дифосфатаза II: Фруктозо-1,6-дифосфатфруктозо-6-фосфат

• 
  Слайд 33
  

  III: Глюкозо-6-фосфатглюкоза Глюкозо-6-фосфат, не можетдифундироватьизклетки. Образованиесвободнойглюкозырегулируетсядвумяпутями: фермент, которыйпревращаетглюкозо-6-фосфат в глюкозуявляетсярегуляторным;

• 
  Слайд 34
  

  Последняя реакция не проходит в цитозоле. Г-6-Фтранспортируется в эндоплазматическую сеть,где гидролизируетсяглюкозо-6-фосфатазой, которая связана с мембранойЭС. Глюкозо-6-фосфатазна реакция

• 
  Слайд 35
  

  Скоростьгликолизаопределяетсякoнцентрациейглюкозы. Скоростьглюконеогенезаопределяетсякoнцентрациейпредшественниковглюкозы.Гормонывлияют на экспрессиюгеновизменяяскоростьтранскрипции. Инсулинстимулируетэкспрессиюфосфофруктокинзыипируваткиназы. Глюкагонингибируетэкспрессиюэтихферментовистимулируетпродукциюфосфоэнолпируваткарбоксикиназыифруктозо-1,6-дифосфатазы. Регуляцияглюконеогенеза Глюконеогенезигликолизрегулируютсяреципрокно:в клеткеесли один путьнеактивный, второйактивируется.

• 
  Слайд 36
  
• 
  Слайд 37
  
• 
  Слайд 38
  

  (1) СинтезНАДФН (для биосинтезажирных кислот истероидов) (2) Синтез рибозо-5-фосфата (для биосинтеза ДНК и РНК инекоторыхкофакторов) (3) Обеспечиваетметаболизм“необычныхсахаров”(4, 5 и7 карбонов). Роль пентозофосфатногопути ВпентозофосфатномциклеАТФ не синтезируется.

• 
  Слайд 39
  

  Двефазы: 1) Оксидативнаяфаза 2) Неоксидативнаяфаза(транскетолазная/трансальдолазная система)

• 
  Слайд 40
  
• 
  Слайд 41

  Метаболизмфруктозы

  АТФ АДФ АТФ АДФ Фруктоза Фруктозо-6-фосфат Глицеральдегид -3- фосфат Дигидроксиаце- тонфосфат Фруктозо-1-фосфат АТФ АДФ Глюкоза-6-фосфат Глицер- альдегид Фруктозо-1,6 дифосфат гликолиз АТФ АДФ

• 
  Слайд 42

  Метаболизм галактозы

  УДФ-глюкоза-4-эпимераза Глюкозо-1-фосфат УДФ-глюкоза- пирофосфорилаза УТФ Н4Р2О7 Глюкозо-1-фосфат УДФ-глюкоза УДФ-глюкоза УДФ-галактоза Галактозо-1-фосфат АДФ АТФ Галактоза галактокиназа Гексозо-1-фосфат- уридилтрансфераза Гликолиз

• 
  Слайд 43
  

  трегалаза лактаза α-амилаза Гликоген-фосфорилаза сахараза гексокиназа Фосфоглюко-мутаза гексокиназа Фосфоманно- изомераза гексокиназа фруктокиназа Фруктозо-1-фосфат-альдолаза Триозокиназа Триозофосфат-изомераза Трегалоза Лактоза Гликоген, крахмал Сахароза D-глюкоза D-галактоза D-манноза D-фруктоза Глюкозо-1- фосфат Глюкозо-6-фосфат Фруктозо-6-фосфат Фруктозо-1,6-бифосфат Глицеральдегид-3-фосфат Глицеральдегид Дигидроксиацетон-фосфат Фруктозо-1-фосфат Маннозо-6-фосфат УДФ-галактоза УДФ-глюкоза Вовлечение углеводов в гликолиз

• 
  Слайд 44

  СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!