химии
11 сентября 2017 года
- Главная
- Разное
- Дизайн
- Бизнес и предпринимательство
- Аналитика
- Образование
- Развлечения
- Красота и здоровье
- Финансы
- Государство
- Путешествия
- Спорт
- Недвижимость
- Армия
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Энергетический обмен презентация
Содержание
- 1. Энергетический обмен
- 2. Обмен веществ. Общая информация Анаболизм (совокупность
- 3. Пути катаболизма основных групп веществ Белки
- 4. Основные продукты общего пути катаболизма АТФ NADH Переносчики H+: FADH2
- 5. Цепь Переноса Электронов (ЦПЭ) Дэвид Кейлин Чарльз Александер МакМунн
- 6. Расположение цепи переносов электронов Внутренняя мембрана митохондрий Межмембранное пространство Матрикс митохондрий
- 7. Перенос электронов по цепи
- 8. Доноры электронов: NADH и условно FADH2
- 9. Оценка эффективности работы ЦПЭ
- 10. От чего зависит работа цепи переноса электронов
- 11. Ингибирование работы ЦПЭ
- 12. Терморегуляторная роль ЦПЭ. Разобщители дыхания и фосфорилирования
- 13. Первый этап общего пути катаболизма Окислительное декарбоксилирование пирувата
- 14. Пируватдегидрогеназный комплекс (ПДК) Ацетил-КоА HSKoA NAD+
- 15. Строение ПДК 5 ферментов, 5 коферментов,
- 16. Регуляция ПДК Индукция синтеза фосфатазы Аллостерическая
- 17. Энергетический выход ПДК 1 молекула NADH,
- 18. Второй этап общего пути катаболизма Цикл трикарбоновых
- 19. Цикл Кребса ГДФ
- 20. Способы синтеза АТФ в ЦТК В
- 21. Анаплеротические реакции Анаплеротические («восполняющие») реакции –
- 22. Регуляция ЦТК Регуляторные ферменты процесса: 1.
- 23. Энергетический выход цикла Кребса и общего пути
- 24. В заключение Таким образом, энергия, выделяющаяся
- 25. Продолжение следует… Тема следующей лекции: «Обмен углеводов»
- 26. Благодарю за внимание!
Обмен веществ. Общая информация Анаболизм (совокупность процессов синтеза) Метаболизм Катаболизм (совокупность процессов распада) АТФ АДФ
Слайд 1
«Энергетический обмен»
Косенков Дмитрий Александрович
Первый МГМУ им И.М. Сеченова
Курс лекций кафедры
биологической
Слайд 2Обмен веществ. Общая информация
Анаболизм
(совокупность процессов синтеза)
Метаболизм
Катаболизм
(совокупность процессов распада)
АТФ
АДФ
Слайд 3Пути катаболизма основных групп веществ
Белки
Углеводы
Жиры
Ацетил~КоА
Пируват
Общий путь катаболизма
Специфические пути катаболизма
Основной источник
энергии
Источник метаболитов
Глюкоза
Глицерол
Жирные кислоты
Аминокислоты
Слайд 6Расположение цепи переносов электронов
Внутренняя мембрана митохондрий
Межмембранное пространство
Матрикс митохондрий
Слайд 7Перенос электронов по цепи
I
III
IV
II
V
Малат
Оксалоацетат
NAD+
NADH
FMN
FMNH2
Фумарат
Сукцинат
FeS
nH+
Убихинон
Убихинол
Q
QH2
nH+
nH+
nH+
b1
b2
a3
c1
FeS
a
c
½O2
QH
Гидрохинон
АТФ
2H+
+
H2O
Cu+2
Cu+
АДФ
H3PO4
+
FAD
FADH2
I – NADH-дегидрогеназа
II – Сукцинатдегидрогеназа
III – Убихинолдегидрогеназа
IV
– Цитохромоксидаза
V – АТФ-синтаза
Fe+3 ↔ Fe+2
Слайд 8Доноры электронов: NADH и условно FADH2
I
III
IV
II
V
NADH
Сукцинат
nH+
½O2
АТФ
H2O
АДФ
nH+
nH+
FAD
FADH2
Конечный акцептор электронов: атом кислорода ½O2
На
цепи происходит СОПРЯЖЕНИЕ ДЫХАНИЯ И ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ
Точки сопряжения дыхания и фосфорилирования – комплексы I, III и IV
Точки сопряжения дыхания и фосфорилирования – комплексы I, III и IV
АТФ/ АДФ-транс-локаза
АДФ
АТФ
Энергетическая роль цепи переноса электронов
Тратится O2, происходит тканевое дыхание, поэтому ЦПЭ также называют Дыхательная цепь
Слайд 9Оценка эффективности работы ЦПЭ
I
III
IV
II
V
nH+
2H+ + ½O2
АТФ
H2O
АДФ
nH+
nH+
Способ синтеза АТФ в ЦПЭ:
ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ
Коэффициент окислительного фосфорилирования (P/O) – отношение числа фосфатов, пошедших на синтез АТФ, к числу атомов кислорода, пошедших на синтез воды, при переносе электронов от одного донора
H3PO4 (Pi)
+
Для NADH = 3/1 = 3
Для FADH2 = 2/1 = 2
NADH
FADH2
Слайд 10От чего зависит работа цепи переноса электронов
- Доступность доноров электронов=переносчиков
H+
- Доступность кислорода
- Соотношение АТФ/АДФ в клетке, в основном в цитозоле
(когда АТФ много – работа ЦПЭ останавливается)
- Доступность кислорода
- Соотношение АТФ/АДФ в клетке, в основном в цитозоле
(когда АТФ много – работа ЦПЭ останавливается)
I
III
IV
II
V
NADH
Сукцинат
nH+
½O2
АТФ
H2O
АДФ
nH+
nH+
FAD
Таким образом, работа ЦПЭ зависит от метаболической активности клетки
АТФ/ АДФ-транс-локаза
АДФ
АТФ
Слайд 11Ингибирование работы ЦПЭ
I
III
IV
II
V
Ингибиторы ЦПЭ – останавливают перенос электронов по цепи
В
результате действия ингибиторов ЦПЭ:
- останавливается перенос электронов
- останавливаются процессы окисления в клетках (накапливаются переносчики водорода: NADH, FADH2)
- останавливается потребление кислорода
- прекращается синтез АТФ
- останавливается перенос электронов
- останавливаются процессы окисления в клетках (накапливаются переносчики водорода: NADH, FADH2)
- останавливается потребление кислорода
- прекращается синтез АТФ
Олигомицин
Антимицин А
Барбитураты (амитал), Ротенон
Малонат
CO, H2S, цианиды (KCN)
Слайд 12Терморегуляторная роль ЦПЭ. Разобщители дыхания и фосфорилирования
I
III
IV
II
V
R-COO-
В результате разобщения дыхания
и фосфорилирования:
- не прекращается перенос электронов;
- не останавливаются процессы окисления в клетках;
- не останавливается потребление кислорода;
- СНИЖАЕТСЯ синтез АТФ
- не прекращается перенос электронов;
- не останавливаются процессы окисления в клетках;
- не останавливается потребление кислорода;
- СНИЖАЕТСЯ синтез АТФ
R-COOH
R-COO-
R-COOH
К разобщителям относятся: краситель 2,4-динитрофенол, жирные кислоты, билирубин, тироксин, антикоагулянт дикумарол…
Слайд 14Пируватдегидрогеназный комплекс (ПДК)
Ацетил-КоА
HSKoA
NAD+
NADH
Пируват-декарбоксилаза
Пируват
CO2
Дигидролипоил-ацетилтрансфераза
E3-FAD
E3-FADH2
Дигидролипоил-дегидрогеназа
Пируват
HSKoA
+
NAD+
+
Ацетил-КоА
NADH
+
CO2
+
(ТДФ)
(ТДФ)
Слайд 15Строение ПДК
5 ферментов, 5 коферментов, превращение проходит в 5 этапов
Ферменты
ПДК:
пируватдекарбоксилаза;
дигидролипоилацетилтрансфераза;
дигидролипоилдегидрогеназа;
киназа;
фосфатаза
пируватдекарбоксилаза;
дигидролипоилацетилтрансфераза;
дигидролипоилдегидрогеназа;
киназа;
фосфатаза
Коферменты ПДК:
тиаминдифосфат (ТДФ);
липоевая кислота (ЛК);
кофермент А (HSKoA);
никотинамидадениндинуклеотид (NAD+);
флавинадениндинуклеотид (FAD)
Слайд 16Регуляция ПДК
Индукция синтеза фосфатазы
Аллостерическая регуляция
(активаторы – пируват, АДФ, кофермент А,
NAD+, Ca2+)
(ингибиторы – ацетил-КоА, NADH, АТФ)
Для киназы ПДК:
Фосфорилирование-дефосфорилирование
(активна дефосфорилированная форма)
(активаторы – ацетил-КоА, NADH, АТФ)
(ингибиторы – пируват, АДФ, кофермент А)
Для фосфатазы ПДК:
(активаторы – ионы Ca2+)
Для ПДК в целом:
(вызывается инсулином)
Слайд 17Энергетический выход ПДК
1 молекула NADH, которая в ЦПЭ приводит к
образованию 3 молекул АТФ
Слайд 18Второй этап общего пути катаболизма Цикл трикарбоновых кислот (ЦТК = Цитратный
цикл = Цикл Кребса)
Ганс Адольф Кребс
Альберт Сент-Дьёрди
Слайд 19Цикл Кребса
ГДФ
+
H3PO4
Оксалоацетат
H2O
Цитрат
Изоцитрат
Малат
Альфа-кетоглутарат
Сукцинил-КоА
Сукцинат
Фумарат
Ацетил-КоА
HSKoA
ГТФ
NAD+
NADH
CO2
NAD+
NADH
CO2
HSKoA
FAD
FADH2
NAD+
NADH
Цитрат-синтаза
Аконитаза
Изоцитрат-дегидрогеназа
Альфа-кетоглутарат-дегидрогеназный комплекс
Сукцинат-дегидрогеназа
Сукцинат-тиокиназа
Малат-дегидрогеназа
Фумараза
HSKoA
Слайд 20Способы синтеза АТФ в ЦТК
В клетке существует 2 способа синтеза
молекулы АТФ:
окислительное фосфорилирование (в ЦПЭ за счет энергии электрона)
субстратное фосфорилирование (в метаболических реакциях за счет энергии в субстратах реакции)
окислительное фосфорилирование (в ЦПЭ за счет энергии электрона)
субстратное фосфорилирование (в метаболических реакциях за счет энергии в субстратах реакции)
Оксалоацетат
Малат
NAD+
NADH
Малат-дегидрогеназа
H3PO4 + ГДФ
Сукцинил-КоА
Сукцинат
ГТФ
HSKoA
Сукцинат-тиокиназа
АДФ
АТФ
Окислительное фосфорилирование
АТФ (в ЦПЭ)
Субстратное фосфорилирование
Слайд 21Анаплеротические реакции
Анаплеротические («восполняющие») реакции – реакции клеточного метаболизма, повышающие концентрацию
субстратов метаболического пути, образуя их в других метаболических путях
Концентрация каждого метаболита общего пути катаболизма может восполняться из других метаболических путей
Слайд 22Регуляция ЦТК
Регуляторные ферменты процесса:
1. Цитратсинтаза:
2. Изоцитратдегидрогеназа:
3. Альфа-кетоглутаратдегидрогеназный комплекс:
Аллостерическая регуляция
Аллостерическая регуляция
(активаторы
– ионы Ca2+)
(ингибиторы – NADH, АТФ, сукцинил-КоА)
Аллостерическая регуляция
(активатор – оксалоацетат)
(ингибиторы – цитрат, NADH, АТФ, сукцинил-КоА)
(активаторы – АДФ, ионы Ca2+)
(ингибиторы – NADH)
Слайд 23Энергетический выход цикла Кребса и общего пути катаболизма
3 молекулы NADH
=> 9 молекул АТФ
1 молекула FADH2 => 2 молекулы АТФ
1 молекула АТФ
Итого: 12 молекул АТФ
Энергетический выход цикла Кребса:
Энергетический выход ПДК:
3 молекулы АТФ
Энергетический выход общего пути катаболизма (из пирувата):
15 молекул АТФ
Слайд 24В заключение
Таким образом, энергия, выделяющаяся в ходе катаболизма органических веществ
в организме, не сразу используется клеткой, но запасается в виде молекулы АТФ, а также других высокоэнергетических соединений…
