تابع أيض الكربوهيدرات

1. تابع أيضالكربوهيدرات دورة كربس

2. تنظيم الجلايكوليسس • يتم تنظيم الجلايكوليسس خلال ثلاث نقاط: • 1- عند تحول الجلايكوجين إلى جوكوز-6-فوسفيت عن طريق أنزيم الجلايكوجينفوسفورليز. • 2- عند تحول الجلوكوز إلى جلوكوز-6-فوسفيت عن طريق أنزيم الهكسوكينيز. • 3- عند تحول الفركتوز-6-فوسفيت إلى فركتوز-1،6-ثنائي الفوسفيت بواسطة فوسفوفركتوكينيز. • يتم التنظيم من خلال: • تثبيط هذه الأنزيمات بالتغذية المرتدة بواسطة النتائج النهائية للمسار. • نسبة ADP/ATP: • إذا كانت نسبة ADP/ATP مرتفعة (ATP قليل) ذلك يحفز الجلايكوليسس لتزويد بالطاقة. • إذا كانت نسبة ADP/ATP منخفضة (ATP مرتفعة) ذلك يثبط الجلايكوليسس. • الهرمونات كذلك تقوم بدور تنظيمي.

3. تحلل السكر في عدم وجود الهواء • في الكائنات الراقية: • يتم اختزال البيروفيت إلى اللاكتيت والذي لا يمكن الاستفادة منه أكثر من ذلك. • يرافقه أكسدة الـNADH إلى NAD+. • يتم بمساعدة أنزيم اللاكتيتديهيدروجينيز. CH3COCOO- + NADH CH3CHOHCOO- + NAD+ • في الكائنات الدقيقة (مثل الخميرة): • يتحول البيروفيت إلى اسيتألدهيد وثاني أكسيد الكربون. • الأسيتألدهيد يختزل إلى الكحول الأثيلي (ايثانول) يرافقه أكسدة الـNADH إلى NAD+. CH3CH2COH + NADH + H+ CH3CH2OH + NAD+ اللاكتيت بيروفيت أيثانول اسيتألدهيد

4. دورة كربس • في وجود الهواء تتم عملية أكسدة الجلوكوز إلى ثاني أكسيد الكربون وماء وطاقة بشكل كامل. • تبدأ عملية الجلايكوليسس من الجلوكوز وتنتهي بتحويله إلى بيروفيت. • من ثم البيروفيت تؤكسد إلى ثاني أكسيد الكربون والماء وطاقة ويتم ذلك عن طريق دورة كربس. • أكسدة البيروفيت: • حتى يدخل البيروفيت إلى دورة كربس تتم أكسدة إلى الأسيتيل مساعد A ويحدث هذا التفاعل في الميتوكندريا ، وفي هذا التفاعل تفقد مجموعة كربوكسيل على شكل ثاني أكسيد الكربون عن طريق التفاعل التالي (تفاعل نزع الكربوكسيل التأكسدي) عن طريق أنزيم البيروفيت ديهيدروجينيز: CH3COCOO- + NAD + + HS-CoA CH3CO-SCoA + CO2 + NADH جزيئين من البيروفيت Aجزيئين من الأسيتيل مساعد

5. تابع دورة كربس • دورة كربس تحتوي على 8 خطوات. • مركب الأسيتيل مساعد A يمكن الحصول عليه من الأحماض الأمينيةوالدهنية ومن أكسدة البيروفيت (الناتج من الجلوكوز عن طريق الجلايكوليسس). • جزيء واحد من الأسيتيل مساعد A يتحلل في دورة كربس إلى جزيئين ثاني أكسيد الكربون وطاقة على شكل ذرات هيدروجين (عن طريق اختزال مركبات NAD+ و FAD إلى NADH [ثلاث جزيئات] وFADH2 [جزيء واحد]). • ينتج كذلك جزيء من GTP بداً من GDP. • الـNADH و FADH2 و GTP تعطي ATP.

6. تابع دورة كربس CoA-SH H2O H2O التفاعل الأول سيتريت Aمساعد أسيتيل التفاعل الثاني اكوناتيز سيتريتسينثيز أكسالواسيتيت أيزوسيتريت التفاعل الثامن NADH NAD+ مالاتديهيدروجينيز التفاعل الثالث أيزوسيتريتديهيدروجيزيز NAD+ NADH + H+ مالات فيومريز CO2 التفاعل السابع H2O ألفاكيتوجلوتاريت فيمريت CoA-SH CO2 FADH2 سيكسينيتديهيدروجينيز ألفاكيتوجلوتاريتديهيدروجينيز NAD+ التفاعل السادس FAD التفاعل الرابع GTP NADH GDP+Pi سكسينيت Aسكسينيل مساعد سيكسينيتثيوكينيز التفاعل الخامس CoA-SH

7. تابع دورة كربس • هذه التفاعلات تكون لجزيئين. • في التفاعل الأول: • تنقل مجموعة الأسيتيل من مساعد الأنزيم A (مركب “2“ الكربون) إلى الأكسالواسيتيت (مركب ”4“ الكربون) لتكون الستريت (مركب ”6“ الكربون). • تفاعل غير عكسي. • يحتاج إلى جزيء ماء لكسر الرابطة بين مجموعة الأسيتيل ومساعد الأنزيم A ، يتحرر بذلك مساعد الأنزيم A. • في التفاعل الثاني: • تفاعل غير عكسي. • تتحول الستريت إلى أيزوسيتريت.

8. تابع دورة كربس • في التفاعل الثالث: • تؤكسد الأيزوسيتريت إلى ألفاكيتوجلوتريت (مركب ”5“ الكربون) عن طريق أنزيم الأيزوسيتريت ديهيدروجينيز. • تفاعل غير عكسي. • يفقد مجموعة كربوكسيل على شكل ثاني أكسيد الكربون التي تحتاج إلى أيون المنغنيز كعامل مساعد. • يتم نزع هيدروجين واختزال جزيء NAD+ إلى NADH. • التفاعل الرابع: • تؤكسد ألفاكيتوجلوتريت إلى سكسينيل مساعد A (مركب ”4“ الكربون) عن طريق أنزيم ألفاكيتوجلوتريت ديهيدروجينيز. • يفقد مجموعة كربوكسيل على شكل ثاني أكسيد الكربون التي تحتاج إلى أيون المنغنيز كعامل مساعد. • تفاعل غير عكسي. • يحتاج إلى مساعد الأنزيم A. • يتم نزع هيدروجين واختزال جزيء NAD+ إلى NADH.

9. تابع دورة كربس • التفاعل الخامس: • يتحلل السكسينيل مساعد A إلى السكسينيت و مساعد الأنزيم A عن طريق أنزيم سكسينيتثيوكينيز. • ينتج GTP وهو مركب عالي الطاقة. • تنتقل الطاقة من GTP إلى ATP حسب التفاعل التالي: GTP + ADP GDP + ATP

10. تابع دورة كربس • في التفاعل السادس: • تفاعل أكسدة واختزال. • تؤكسد السكسينيت إلى الفيوماريت عن طريق أنزيم السكسينيتديهيدروجينيز. • يتم نزع هيدروجين واختزال جزيء FAD إلى 2FADH (مركب طاقة). • في التفاعل السابع: • يتحول الفيومريت إلى مالات عن طريق إضافة ماء عن طريق الأنزيم فيومريز. • في التفاعل الثامن: • تكتمل دورة كربس بهذا التفاعل. • تفاعل أكسدة واختزال. • تؤكسد المالات إلى الأكسالواسيتيت عن طريق الأنزيم مالاتديهيدروجينيز. • يتم نزع هيدروجين واختزال جزيء NAD+ إلى NADH.

11. تابع دورة كربس • من التفاعلات دورة كربس لجزيء واحد من الأسيتيل مساعد A: • تم إنتاج جزيء من الطاقة ATP على شكل (GTP). • إنتاج ثلاثة جزيئات من NADH الذي تتم أكسدته في الميتوكوندريا ليعطي ATP [كل جزيء من NADH يعطي ثلاث جزيئات من ATP]. • إنتاج جزيء من 2FADH الذي تتم أكسدته في الميتوكوندريا ليعطي ATP [كل جزيء من 2FADH يعطي جزيئين من ATP]. • مجموع ATP يكون 12 جزيء. • يوجد جزيئين من البيروفيت التي ينتج جزيئين من الأسيتيل مساعد A فالنواتج السابقة نضربها في 2 حتى تكون لجزيئين ، فيكون مجموع الـ ATP هو 24 جزيء. • يوجد من تفاعل أكسدة البيروفيت جزيئين من NADH الذي تساوي 6 جزيئات من الـATP.

12. حساب الطاقة