Metabolismus II CH 4 Chemick reakce a dje
Metabolismus II. CH- 4 Chemické reakce a děje , DUM č. 13 čtvrtý ročník čtyřletého studia Mgr. Radovan Sloup Gymnázium Sušice Tento materiál byl vytvořen v rámci projektu Gymnázium Sušice – Brána vzdělávání II
Metabolismus II. Metabolické reakce jsou složité, většinou vícestupňové a podmíněné přítomností enzymů – biokatalyzátorů. Řada z nich probíhá kontinuálně (v kruhu), produkty jedné reakce se stávají reaktanty reakce následné. Základními metabolickými dráhami jsou: - Krebsův cyklus - Glykolýsa - β-oxidace - proteosyntéza
Metabolismus II. Glykolýza - zahrnuje sled 10 enzymově katalyzovaných reakcí. Každá reakce vede k odlišným meziproduktům a každá je katalyzovaná jiným enzymem. Metabolická dráha kde se štěpí D-glukosa na dvě molekuly pyruvátu – CH 3 COCOO- - sůl kyseliny pyrohroznové, (2 -oxopropanové, 2 -oxopropanoátu…) Probíhá v cytoplazmě buňky bez přístupu vzduchu. napiš strukturní vzorec kyseliny 2 -oxopropanové: O CH 3 OH O
obr. 1 Glykolýza
krok 1 Glykolýza Glukosa se reakcí s ATP fosforyluje na glukosu-6 -fosfát. Fosforylace probíhá na hydroxylové skupině šestého uhlíku. Reakce je katalyzovaná enzymem hexokinasa. Tento enzym je aktivován Mg 2+ iontem. Mg 2+ je komplexně vázán na ATP. obr. 2 zpět na glykolýzu
krok 2 Glykolýza Glukosa-6 -fosfát se isomeruje na fruktosu-6 -fosfát. Isomeraci umožní enzym glukosa-6 -fosfátisomerasa. obr. 3 zpět na glykolýzu
krok 3 Glykolýza Fruktosa-6 -fosfát se reakcí s ATP fosforyluje na fruktosu-1, 6 -bisfosfát. Děj je katalyzovaný enzymem fosfofruktokinasou a je vratný. Lze jej řídit přítomnými enzymy. obr. 4 zpět na glykolýzu
krok 4 Glykolýza Fruktosa-1, 6 -bisfosfát se štěpí díky enzymu aldolasa na dva tříuhlíkaté fragmenty – triosy, na aldosu glyceraldehyd-3 -fosfát a ketosu dihydroxyacetonfosfát. Štěpí se vazba mezi atomy uhlíku C 3 a C 4. obr. 5 zpět na glykolýzu
krok 5 Glykolýza Dihydroxyacetonfosfát se isomeruje na glyceraldehyd-3 -fosfát. Děj katalyzuje enzym triosafosfátisomerasa. Jedná se tautomerní přesmyk. obr. 6 zpět na cyklus
krok 6 Glykolýza Glyceradehyd-3 -fosfát se oxiduje a fosforyluje na 1, 3 -bisfosfoglycerát. Děj je katalyzovaný enzymem glyceraldehyd-3 -fosfátdehydrogenasa. K oxidaci je nutný koenzym NAD+. K fosforylaci je nutný přítomný fosfát. 1, 3 -bisfosfoglycerát je makroergická sloučenina. obr. 7 zpět na glykolýzu
krok 7 Glykolýza Z karboxylové skupiny je fosfátová skupina přenesena na ADP, tím vzniká ATP a 1, 3 -bisfosfoglycerát se mění na 3 -fosfoglycerát. Z jedné molekuly glukosy vznikají dvě ATP. Děj je katalyzovaný fosfoglycerátkinásou. obr. 8 zpět na glykolýzu
krok 8 Glykolýza 3 -fosfoglycerát se isomeruje na 2 -fosfoglycerát. Děj je katalyzovaný enzymem fosfoglycerátmutasou. obr. 9 zpět na glykolýzu
krok 9 Glykolýza 2 -fosfoglycerát snadno podléhá dehydrataci. Tato reakce je katalyzovaná enzymem enolasa. Produktem je fosfoenolpyruvát Fosfoenolpyruvát je druhý makroergický produkt glykolýzy. obr. 10 zpět na glykolýzu
krok 10 Glykolýza Volná energie fosfoenolpyruvátu se využívá k tvorbě molekuly ATP a vzniká pyruvát. Přenos fosfátové skupiny na ADP je katalyzovaný pyruvátkinasou. Z jedné molekuly glukosy tak vznikají dvě molekuly ATP. obr. 11 zpět na glykolýzu
cvičení: Glykolýza Napiš vzorcem obě triozy, vysvětli, jaký je mezi nimi rozdíl. ketoskupina na centrálním uhlíku aldoskupina na koncovém uhlíku glyceraldehyd dihydroxyaceton zpět na glykolýzu
Glykolýza cvičení: Napiš všechny vzorce glukosy: O HC H C OH HO C H H C OH CH 2 OH H O H H HO OH H 2 C OH C 6 H 12 O 6 zpět na glykolýzu
Krebsův cyklus Z čeho se skládá ATP? dusíkatá báze pentosa fosfát 3 x zpět na glykolýzu
METABOLISMUS II. Vytvořeno v rámci projektu Gymnázium Sušice - Brána vzdělávání II Autor: Mgr. Radovan Sloup, Gymnázium Sušice Předmět: Chemie (Chemické reakce a děje) Třída: čtvrtý ročník čtyřletého studia Označení: VY_32_INOVACE_Ch-4_13 Datum vytvoření: září 2013 Anotace a metodické poznámky Glykolýza je další ze základních biochemických drah. Má celkem deset kroků. V jeho průběhu dochází k řadě rozmanitých reakcí, které jsou umožněny účinky specifických katalyzátorů – enzymů. Z toho důvodu je v úvodu celkové schéma glykolýzy. Pokud najedete do oblasti šipky dílčí reakce, posunete se na konkrétní slide. Na něm je zmíněn její základní mechanismus a charakteristika včetně modelů látek. Tato prezentace poskytuje přehled o glykolýze. V závěru prezentace je jednoduché cvičení k orientaci v problematice metabolismu. Použité materiály: Honza, J. ; Mareček, A. ; Chemie pro čtyřletá gymnázia (3. díl). Olomouc: Da. Ta. Print, 2000; ISBN 80 -7182 -057 -1 Čársky, J. a kol. ; Chemie pro 3. ročník gymnázií. Praha: SPN, 1986 Obr. 1 -11: autor: Johny Abb, dostupné z: http: //upload. wikimedia. org/wikipedia/commons/1/17/Glycolysis 2. svg staženo 16. 9. 2013 Ostatní obrázky a schémata jsou dílem autora prezentace. Vše je vytvořeno pomocí nástrojů Power Point 2003, Chem. Sketch 11, Gimp 2, Malování Materiály jsou určeny pro bezplatné používání pro potřeby výuky a vzdělávání na všech typech škol a školských zařízení. Jakékoliv další využití podléhá autorskému zákonu.
- Slides: 19