5: Метаболізм I - катаболічні реакції

Last updated
Save as PDF

Page ID: 3444

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Життя вимагає енергії. Як було зазначено в нашому обговоренні біомолекул, основними функціональними компонентами клітини є переважно полімери - довгі ланцюги менших окремих молекулярних одиниць. Кожне додавання невеликої ланки в ланцюг коштує енергії. Хімічні реакції, які накопичують складні молекули з простих, відомі як анаболічні реакції. І навпаки, гетеротрофні організми, такі як тварини, ковтають їжу, що складається з цих великих полімерів, які при розщепленні в процесі травлення виділяють енергію для підтримки та побудови цього організму. Такі хімічні реакції, при яких складні молекули розщеплюються на більш прості компоненти, відносять до катаболічних реакцій. Прийняті як група реакцій всередині клітини або навіть організму, вони можуть називатися анаболізмом або катаболізмом клітини або організму. Сума загальної суми обох типів реакцій - метаболізм клітини.

5.1: Гліколіз
5.2: Бродіння
Гліколіз дав нам деяку корисну енергію у вигляді АТФ, а потім є інші продукти, NADH і піруват. Якщо клітина еукаріотична і кисень доступний, то ці молекули можуть допомогти зробити більше АТФ. Якщо немає кисню або клітина є лише низьким прокаріотом, вона піддається бродінню, щоб виробляти або лактат, або етиловий спирт. Навіщо клітці лактат або етанол? Це не робить, хоча лактат може сприяти загальному метаболізму.
5.3:5.3 Цикл ТСА
Еукаріот роблять скади АТФ і, здавалося б, без особливих зусиль при цьому, використовуючи лише відходи, що залишилися після того, як гліколіз пройшов у молекулі глюкози: NADH та пірувату. Гліколіз у еукаріотів, як і його прокаріотичне походження, буває в цитоплазмі. Цикл ТСА (також званий циклом лимонної кислоти) відбувається всередині матриксу мітохондрій, подвійної мембранованої органели.
5.4: Окислювальне фосфорилювання
Окислювальне фосфорилювання позначає фосфорилювання АДФ в АТФ, використовуючи енергію послідовних електронних транспортів (звідси і «окислювальний»). Основна концепція полягає в тому, що окислення NADH, будучи високоексергонічним, може генерувати енергію, необхідну для фосфорилату АДФ. Оскільки окислення NADH киснем потенційно може виділяти 52 ккал/моль, а енергія, необхідна для фосфорилювання АТФ, становить приблизно 7,5 Ккал/моль, ми повинні бути в змозі очікувати утворення декількох АТФ на окислений NADH.
5.5: Від'єднання електронного транспорту від синтезу АТФ
5.6: Структура електронних носіїв
5.7:5.7 Деполімеризація крохмалю та глікогену
5.8:5.8 Розпад жирних кислот
Гормон-чутлива ліпаза в жировій тканині гідролізує накопичений жир в цих клітині в гліцерин і жирні кислоти. Гліцерин може увійти в гліколітичний цикл шляхом перетворення в дигідроксиацетон фосфат. Жирні кислоти виділяються з жирових клітин в кров, де вони зв'язуються з білком-носієм, альбуміном. Потім цей комплекс може бути занесений всередину інших клітин шляхом ендоцитозу, де вони можуть бути розщеплені як джерело енергії.
5.9: Деградація амінокислот
Білки розщеплюються різними протеазами, які гідролізують пептидні зв'язки для утворення менших пептидів і амінокислот. Ті амінокислоти, які не використовуються для побудови нових білків, можуть бути розщеплені далі, щоб увійти в обмінні процеси, розглянуті в цьому розділі.

Мініатюра: Біохімічні процеси, які руйнують речі від більшого до меншого, називаються катаболічними процесами. Процеси катаболічного характеру часто носять окислювальний характер і вивільнення енергії. Деяка, але не вся ця енергія захоплюється як АТФ. (CC BY-SA-NC; Кевін Ахерн та Індіра Раджагопал).