Tema 2.1.Metabolismes

7/21/2019 Tema 2.1.Metabolismes

1/33

1

2.1. VISI GENERAL DEL METABOLISME CELLULAR

Definici de metabolisme

Energia i metabolisme

Tipus dorganismes segons la seva font denergia i de C LATP: moneda dintercanvi energtic

Les reaccions redox

Visi global del metabolisme

Les rutes catabliques principals

Les rutes anabliques principals


2/33

2

Definici de metabolisme

Conjunt ordenat i regulat de reaccions enzimtiquesque permet als ssers vius obtenir les biomolculesi adquirir lenergia lliure per a realitzar les seves

funcions:- Sntesi de biomolcules- Transport actiu- Treball mecnic (moviment)


3/33

3

Organismes vius sn sistemes oberts i compleixen les lleis dela termodinmica

intercanvien energia i matria amb lentorn

La vida depn del flux denergiaque prov del Sol

Energy flow. Freeman 2005


4/33

4

Tipus dorganismes

Per a viure necessiten fundamentalment 2 requeriments:

- Energia

- Matria: Cprincipalment

Classificaci dels organismes segons 2 criteris:

- Font dobtenci denergiaqumicaque utilitzen- Font dobtencide la forma qumica del nutrient C


5/33

5

Segons lafont dobtenci denergia qumica:

Fototrfics:

Quimiotrf ics (quimioorganotrfics o quimiol itotrfics):

Energia lumnica (sol) Energia qumicafotosntesi

Compostos qumicsEnergia qumica

oxidaci

(inorgnics o orgnics)

Segons la font dobtenci C

Autotrfics: CO2

Heterotrfics: C de matria orgnicaCO2+ H2O molcules orgniques complexes

sntesi

CxHyOz molcules ogniques complexestransformaci


6/33

6

Tipus dorganismes

Bioqumica, Conceptos esenciales.

Ed Panamericana


7/33

7

ATP: la moneda dintercanvi energtic

Curtis, Biologa. Ed Panamericana

Lenergia semmagatzema de forma temporal en l ATP (en lenlla fosfat)

ATP ADP + Pihidrlisi

G= -32 KJ/mol


8/33

8

Reaccions redox: elpaper del NAD

(dinucletid denicotinamida-adenina)

XH2 + NAD+

X + NADH + H+

Coenzims

transportadors delectrons:

NADP+ (NADPH)

NAD+ (NADH)

FAD+ (FADH2)



9/33

9

Visi global del metabolismeRuta metablica: seqncia de reaccions qumiques catalitzades per enzims

A B C D EE1 E2 E3 E4

MetabolitsIntermediaris metablics

El metabolisme s universal

1. Catabolisme: rutes degradatives (oxidatives)obtenci denergia (exergniques)

2. Anabolisme: rutes de sntesi (reducci) de matria orgnicarequereixen energia (endergniques)


10/33

10

molcules orgniques complexes

molcules orgniques complexes molcules simples+ATP +NADH/FADH2

molcules simples

+ATP +NADH/FADH2

Bioqumica,

Conceptos esenciales.

Ed Panamericana


11/33

11

Fase 1: biomolculescomplexes

Fase 2:unitatsbsiques

Fase 3:intermediarissimples

Rutesdegradaci

Rutestransformaci

Rutesdoxidaci

Rutes principals del catabolisme

unitatsbsiques

intermediarissimples (2-3C)

CO2+ H2O+ ATP

Bioqumica,


Ed Panamericana


12/33

12

Fase 1: unitats biomolcules(F.3) bsiques complexes

Fase 2:intermediaris(F.2)simples (2-3C)

Fase 3:CO2+ H2O(F.1)

Rutes

ensamblatge

Rutestransformaci

Rutesde sntesi

Rutes principals de lanabolisme

Bioqumica, Conceptos esenciales.

Ed Panamericana

unitatsbsiques

intermediarissimples (2-3C)


13/33

13

organismesauttrofs

organismeshetertrofs


14/33

14

Fase 1: De biomolcules complexes a unitats bsiques (monmers)Difereix en funci de la macromolcula (polmer)

Polisacrids: Digesti extracellular (polisacrids de laliment):

Animals: mid glucosa Bacteris: cellulosa glucosa

Digesti intracellular (polisacrids de reserva):

Plantes: mid glucosaAnimals: glicogen glucosa

Triacilglicrids: Digesti intra i extracellular:

triacilglicrids cids grassos + glicerol Protenes:

Digesti intra i extracellular:

protenes aminocids

amilases

cellulases

mid fosfor ilasa

glicogen fosfor ilasa

lipases

proteases

Rutes principals del catabolisme


15/33

15

En totes les rutes la formaci dacetil-CoA es produeix al mitocondr i

Funci de lacetil -CoA:

transferncia de grups acetil (2C) queentraran a la fase segent

Fase 2: Transformaci de monmers en

intermediaris metablics ms senzills (Acetil-CoA)

Difereix segons el tipus de molcula


16/33

16

MONOSACRIDS: GLICLISI (= lisi de la glucosa) es produeix al citosol

Curtis, Biologa

Ed Panamericana


17/33

17

glucosa+ 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+

2 piruvat+ 2 ATP + 2 NADH + 2 H+piruvat (3C)

acetil (2C)

piruvat (3C)

Ex.: lactat (3C)

org. respiradors org. fermentadors

transformaci fermentaci



18/33

18

- CIDS GRASSOS: -oxidaci (mitocondri)

palmitat (16C) + 8 CoA

+ 7 FAD + 7 NAD+

8 acetil-CoA+

7 FADH2+ 7 NADH + 7 H+


19/33

19

- AMINOCIDS: desaminaci (mitocondri) + aprofitament esquelet carboni

(glucognicsi cetognics)

http://www2.uah.es/tejedor_bio/bioquimica_Farmacia/tema29.htm Bioqumica, Conceptos esenciales. Ed Panamericana


20/33

20

Fase 3: Oxidaci dintermediaris simples a CO2+ H2O + ATP

-Cicle de Krebs

-Cadena de transport electrnic

i fosfori laci oxidativa

organismes quimioheterotrfics

respiradors:animals, vegetals (nit),

fongs, molts bacteris, Protists



21/33

21

Fase 3. CICLE DE KREBS

aceti l-CoA + 3 NAD++ FAD + ADP + Pi

2 CO2+ 3 NADH + 3 H+

+ FADH2+ ATP

cl. eucariotes: matriu mitocondrialcl. procariotes: citosol

6C4C

2C

5C

4C


22/33

22

transportadorsdelectrons NADH i FADH2

protenes transportadores(complex I, II, III, IV)

O2 (acceptor final de-)

transferncia e-

transferncia e-

cllules eucariotes: membrana mitocondrial

cllules procariotes: membrana cellular

Fase 3. CADENA DE TRANSPORT ELECTRNIC


23/33

23

Bombeig de H+

Complex I, III i IV :generaci dun gradientde protons, gradientquimiosmtic

Complex IV:

O2 H2O

Fase 3. FOSFORILACI OXIDATIVA: sntesi dATP per acoblamentquimiosmtic

I IIIIV

Fosforilaci oxidativa (quimiosmosi)Canals del complex ATP-sintasarotaci ATP-sintasa

ADP + Pi ATP

Bioqumica, Conceptos esenciales.Ed Panamericana


24/33

24

Oxidaci completa d1 molcula de glucosa per Respiraci Aerbia: 30-

32 ATP(segons sistema llanadora per transportar NADH citosl ic al mitocondri )

1NADH 2,5 ATP1FADH21,5 ATP

Rendiment Energtic NADH + H++ O2+ 2.5 ADP + Pi

NAD++ H2O + 2.5ATP

28

4

30 32

Campbell-Reece. Biologa. Ed. Panamericana

5

15 3

5 3


25/33

25

organismesauttrofs

organismeshetertrofs

Rutes principalsde lanabolisme


26/33

26

Fase 3 (F.1): LA FOTOSNTESI

Etapa llumnica: captaci denergia lluminosa pels pigments fotosinttics (clorofil.la)i producci denergia (ATP sintetasa) i NADPH

CO2+ 2H2O +LLUM

(CH2O) + H2O + O2

cllules eucariotes: membrana tilacoidal cllules procariotes: sist. de membranes

NADP+ NADPHADP+Pi ATP



27/33

27


Etapa fixaci de carboni: en plantes, cicle de Calvin: reducci del CO2i sntesi de

trioses

cllules eucariotes: matriu dels cloroplastscllules procariotes: citosol

CO2+ 2H2O +LLUM

(CH2O) + H2O + O2

NADPHATP



28/33

28


Etapa fixaci de carboni: cicle de Calvin: reducci del CO2i sntesi de trioses

CO2+ 2H2O +LLUM

(CH2O) + H2O + O2

NADPHATP

gliceraldehid-3-fosfat (3C)(precursor biomolcules)



29/33

29

Fase 2: rutes de transformaci dintermediaris simples en monmers

GLUCONOGNESIbiosntesi de glucosa (citosol):

2 piruvat+ 6 ATP + 2 NADH + 2 H+

glucosa+ 2 ADP + 6 Pi + 2 NAD+

Bioqumica,

Conceptos esenciales.Ed Panamericana


30/33

30

SNTESI DCIDS GRASSOS(citosol)

8 acetil-CoA + 7 ATP + 14 NADPH palmitat (16C) + 7 ADP + 7 Pi + 14 NADP+

Bioqumica,


Ed Panamericana


31/33

31

SNTESI DAMINOCIDS (citosol):

1.- Addici dun grup amino Plantes, fongs i bacteris: oxidaci de nitratsi nitrits (sl) a NH4+

Bacteris fixadors de nitrogen: N2atmosfric

Animals: catabolisme daminocids

2.-Sntesi de lesquelet carbonatAminocids essencials :

arginina (Arg)*

hist idina (His)*valina (Val)leucina (Leu)isoleucina (Ile)lisina, (Lys)metionina (Met)

treonina (Thr)fenilalanina (Phe)triptfano (Trp)*essencial noms en nens

Bioqumica,

Conceptos esenciales.Ed Panamericana


32/33

32

Fase 1 (F.3): rutes dassemblatge de monmers a polmers

Biosntesi de polisacrids (citosol): cllules vegetalsmid (a partir de glucosa)

cllules animalsglicogen (a partir de glucosa)

Biosntesi de lpids(citosol) lpids estructuralsfosfolpids(glicerol + cids grassos + grups fosfats)

lpids de reservatriacilglicrids(teixit adips)

Biosntesi de protenes(ribosomes): TRADUCCI


33/33

33

Localitzaci dalgunes rutes metabliquesen la cllula eucariota animal

Bioqumica,

Conceptos esenciales

Tema 2.1.Metabolismes

Documents

Transcript of Tema 2.1.Metabolismes