1 / 24

Citrátový cyklus a Dýchací řetězec

Citrátový cyklus a Dýchací řetězec. Milada Roštejnská Helena Klímová. Citrátový cyklus. Obsah 1. Citrátový cyklus (reakce). Citrátový cyklus (schéma). Respirace (dýchání). Vnější a vnitřní respirace. Dýchací řetězec. Mitochondrie. Schéma energetického metabolismu v mitochondriích.

skah
Download Presentation

Citrátový cyklus a Dýchací řetězec

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Citrátový cyklus a Dýchací řetězec Milada Roštejnská Helena Klímová

  2. Citrátový cyklus Obsah 1 Citrátový cyklus (reakce) Citrátový cyklus (schéma) Respirace (dýchání) Vnější a vnitřní respirace Dýchací řetězec Mitochondrie Schéma energetického metabolismu v mitochondriích Enzymové komplexy Použitá literatura

  3. Citrátový cyklus Citrátový cyklus neboli cyklus kyseliny citronové je označení pro sled reakcí, při nichž se acetylkoenzym A měnínaoxid uhličitýza současného uvolněníenergie. Cyklus zahajuje kyselina oxaloctová, která se v posledním stupni regeneruje. Kyselina oxaloctová Acetylkoenzym A Citrátový cyklus je spřažen s dýchacím řetězcem a probíhá pouze ve spojení s tímto řetězcem. Obsah

  4. Obsah

  5. S-CoA Citrátový cyklus – spustit animaci Acetylkoenzym A Kyselina citronová S-CoA Kyselina oxaloctová Kyselina isocitronová H H Kyselina 2-oxoglutarová Kyselina jablečná Dýchací řetězec H H H H GTP Sukcinylkoenzym A Kyselina fumarová H H Obsah Kyselina jantarová

  6. Respirace (dýchání) Během dýchání dochází k oxidaci živin, a tím vzniká energie potřebná pro pohon řady biochemických procesů. Při dýchání dochází k absorpci kyslíku z atmosférického vzduchu a naopak k výdeji oxidu uhličitého. O2 Kyslík je přenášen oběhovým systémem ke každé buňce organismu. CO2 Obsah Obr. 1. Vnější respirace

  7. Vnější a vnitřní respirace Dýchání (respiraci) můžeme rozdělit na dvě rozdílné části jednoho procesu: Vnitřní respirace Vnější respirace Probíhá v buňkách. Složky potravy jsou odbourávány řadou chemických reakcí, z nichž většina potřebuje kyslík. Tyto reakce uvolňují energii. Dodává kyslík buňkám, a tím umožňuje vnitřní respiraci. Obsah

  8. Mitochondrie Dýchací řetězec je lokalizován ve vnitřní mitochondriální membráně. Citrátový cyklus probíhá v matrix mitochondrie. Matrix Vnitřní membrána Mezimembránový prostor Vnější membrána Obr. 2. Mitochondrie Obsah

  9. Dýchací řetězec Dýchací řetězec je souborem reakcí, které ukončují energetické odbourávání monosacharidů, mastných kyselin, glycerolu a aminokyselin. Produkty citrátového cyklu a dýchacího řetězce jsou voda a oxid uhličitý, tedy látky v oxidované formě s nejnižším obsahem energie. V dýchacím řetězci probíhá oxidace redukovaných koenzymů: NADH + H+→ NAD+ + 2H+ + 2e- FADH2 → FAD + 2H+ + 2e- Dýchací řetězec je přenos vodíku z redukovaných koenzymů (NADH, FADH2) na elementární kyslík. 4H + O2→2H2O Obsah

  10. Dýchací řetězec Při tvorbě vody v dýchacím řetězci vzniká nejvíce energie. 4H+ + 4e-+ O2 → 2H2O+ energie K přenosu vodíků dochází po sérii akceptorů uspořádaných v řetězci, z nichž každý přebírá atomy vodíku od předcházejícího článku. Nakonec jsou elektrony přeneseny na komplexcytochromů, kde dochází ke změně oxidačního čísla mezi Fe2+ a Fe3+. Obsah

  11. Obr. 3. Schéma energetického metabolismu v mitochondriích Vnější mitochondriální membrána Vnitřní mitochondriální membrána H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ ATP - syntasa H+ 2H2O H+ H+ e- H+ ATP O2 Dýchací řetězec 3NAD+, FAD ADP + P 3NADH; FADH2 H+ Citrátový cyklus O2 2CO2 2CO2 Matrix Acetyl-CoA Pyruvát Mastné kyseliny (Pomocí přenašeče) Obsah Cytosol Pyruvát Mastné kyseliny

  12. Enzymové komplexy (zjednodušené schema) II Sukcinát-CoQ oxidoreduktasa III CoQH2– cytochrom c oxidoreduktasa IV Cytochrom c oxidasa V ATP-syntasa I NADH-CoQ oxidoreduktasa H+ 2H+ 4H+ 4H+ Cyt c Cyt c III IV V I + + + + 2e- Koenzym Q 2e- 4e- II 2H+ 2e- - - - - O2 + 2H+ 2e- 4H+ 4H+ 2H+ 2H2O NAD+ ADP + P FADH2 FAD NADH + H+ Matrix H+ ATP Obsah

  13. Dýchací řetězec*(pro učitele) Obsah: Enzymový komplex I Enzymový komplex II Enzymový komplex III Enzymový komplex IV Enzymové komplexy Reakce enzymových komplexů Koenzymy NADH, FADH2 Koenzym Q, Koenzym QH2 Použitá literatura

  14. Enzymové komplexy: Komplex I Komplex I: NADH-CoQ-oxidoreduktasa NADH + H+ + CoQ → NAD+ + CoQH2 2H+ 4H+ I + + + + 2CoQH2 (2e-,2H+) 2Fe2+ 2Fe3+ 2Fe3+ 2Fe2+ 2e- 2e- 2CoQH. (1e-,1H+) FMNH2 (2H+,2e-) FMN - - - - Matrix 2H+ 2H+ NAD+ NADH + H+ Obsah

  15. Enzymové komplexy: Komplex II Komplex II: Sukcinát-CoQ-oxidoreduktasa FADH2 + CoQ → FAD + CoQH2 4H+ II + + + + 2CoQH2 (2e-,2H+) 2CoQH. (1e-,1H+) 2e- FADH2 (2H+,2e-) FAD - - - - Matrix 2H+ Sukcinát -OOC-CH2-CH2-COO- Fumarát -OOC-CH=CH-COO- Obsah

  16. Enzymové komplexy: Komplex III Komplex III: CoQH2–cytochrom-c-oxidoreduktasa CoQH2 + cyt c (Fe3+) → CoQ + cyt c (Fe2+) + 2H+ 2H+ Cyt c Cyt c Cyt c III IV + + + + Cyt b e- e- CoQH. (1e-,1H+) Elektron z komplexu I nebo II e- CoQH2 (2e-,2H+) e- - - - - H+ Matrix H+ Koenzym Q Obsah

  17. e- CoQH. (1e-,1H+) H+ Enzymové komplexy: Komplex III Komplex III: CoQH2–cytochrom-c-oxidoreduktasa CoQH2 + cyt c (Fe3+) → CoQ + cyt c (Fe2+) + 2H+ + + + + Cyt c Cyt b e- Elektron z komplexu I nebo II CoQH. (1e-,1H+) CoQH2 (2e-,2H+) CoQ H+ e- e- e- H+ H+ e- CoQH. (1e-,1H+) e- H+ CoQH. (1e-,1H+) H+ e- - - - - Matrix H+ H+ H+ H+ Koenzym Q H+ H+ H+ H+ Spustit animaci Obsah

  18. Enzymové komplexy: Komplex III Komplex III: CoQH2–cytochrom-c-oxidoreduktasa CoQH2 + cyt c (Fe3+) → CoQ + cyt c (Fe2+) + 2H+ H+ H+ + + + + e- Cyt c e- H+ CoQH. (1e-,1H+) Elektron z komplexu I nebo II e- CoQH2 (2e-,2H+) H+ e- H+ e- e- CoQ Cyt b H+ CoQH. (1e-,1H+) e- - - - - H+ Matrix H+ Koenzym Q Obsah

  19. Enzymové komplexy: Komplex IV Komplex IV: Cytochrom-c-oxidasa 4cyt c (Fe2+) + 02 +4H+→ 4cyt c (Fe3+) + 2H2O Cyt c Cyt c Cyt c III IV + + + + e- e- e- e- 4e- Cyt a - - - - Cyt a3 O2 + Matrix 4H+ 2 H2O Obsah

  20. Enzymové komplexy II Sukcinát-CoQ oxidoreduktasa III CoQH2– cytochrom c oxidoreduktasa I NADH-CoQ oxidoreduktasa IV Cytochrom c oxidasa V ATP-syntasa 4H+ H+ 4H+ 2H+ Cyt c Cyt c Cyt c II III IV V I + + + + CoQH. CoQH. 2e- 4e- 2e- e- e- e- CoQH2 CoQH2 e- 2H+ e- - - - - 2H+ e- O2 + 2H+ 2H+ 2H+ 4H+ Matrix FADH2 FAD 2H2O NADH + H+ NAD+ ADP + P H+ Fumarát -OOC-CH=CH-COO- ATP Sukcinát -OOC-CH2-CH2-COO- Obsah

  21. Reakce enzymových komplexů Komplex I: NADH-CoQ-oxidoreduktasa NADH + H+ + CoQ → NAD+ + CoQH2 Komplex II: Sukcinát-CoQ-oxidoreduktasa FADH2 + CoQ → FAD + CoQH2 Komplex III: CoQH2–cytochrom-c-oxidoreduktasa CoQH2 + cyt c (Fe3+) → CoQ + cyt c (Fe2+) + 2H+ Komplex IV: Cytochrom-c-oxidasa 4cyt c (Fe2+) + 02 +4H+→ 4cyt c (Fe3+) + 2H2O Kyslík udržuje komplex cytochromů v oxidovaném stavu (Fe2+ zoxiduje zpátky na Fe3+). Obsah

  22. Koenzymy NADH, FADH2 V dýchacím řetězci probíhá oxidace redukovaných koenzymů. nikotinamidadenindinukleotid NADH + H+ → NAD+ + 2H+ + 2e- flavinadenindinukleotid Obsah FADH2 → FAD + 2H+ + 2e-

  23. Koenzym Q, Koenzym QH2 NADH + H+ + CoQ → NAD+ + CoQH2 FADH2 + CoQ → FAD + CoQH2 Obsah

  24. Použitá literatura [1] ALBERTS, B. a kol. Základy buněčné biologie. Ústí nad Labem: Espero Publishing, 1997. [2]SOFROVÁ, D. – TICHÁ, M. a kol. Biochemie – základní kurz. Praha: skripta UK, 1993. [3]KARLSON, P. Základy biochemie. Praha: Academia, 1981. [4]BLOOMFIELD, M., M. Chemistry and the Living Organism. Canada: John Wiley & Sons, Inc., 1992. [5]KLOUDA, P. Základy biochemie. Ostrava: nakladatelství Pavel Klouda, 2000. [6]VODRÁŽKA, Z. Biochemie. Praha: Scientia, 1998. [7]McKEE, T. – McKEE, J. Biochemistry: an introduction. United States of America: McGraw-Hill Companies, 1999. Ilustrace Markéta Roštejnská: obr. 1 Obsah

More Related