Druhy Katabolismu
Katabolismus je soubor metabolických procesů, které rozkládají velké molekuly.
Cíle Vzdělávání
Shrnout různé typy katabolismu zahrnuty v metabolismu (katabolismus sacharidů, bílkovin a tuků)
Klíčové Takeaways
Klíčové Body
- účel katabolické reakce je poskytnout energii a komponenty potřebné pro anabolické reakce.,
- mikroby jednoduše vylučují trávicí enzymy do svého okolí, zatímco zvířata tyto enzymy vylučují pouze ze specializovaných buněk ve střevech.
- tuky jsou hydrolýzou katabolizovány na volné mastné kyseliny a glycerol.
- aminokyseliny se buď používají k syntéze proteinů a jiných biomolekul, nebo oxidují na močovinu a oxid uhličitý jako zdroj energie.
- sacharidy se obvykle odebírají do buněk, jakmile jsou tráveny na monosacharidy a poté zpracovány uvnitř buňky pomocí glykolýzy.,
Klíčové Pojmy
- polymer: dlouhý nebo větší molekuly sestávající z řetězce nebo sítě z mnoha opakujících se jednotek, tvoří chemicky lepení dohromady mnoho totožné nebo podobné malé molekuly se nazývají monomery. Polymer je tvořen polymerací, spojením mnoha molekul monomeru.
- acetyl CoA: Acetyl-koenzym A nebo acetyl-CoA je důležitá molekula metabolismu, používaná v mnoha biochemických reakcích. Jeho hlavní funkcí je zprostředkovat atomů uhlíku ve formě acetyl skupiny do cyklu kyseliny citrónové (Krebsův cyklus), oxidované pro výrobu energie.,
- katabolismus: destruktivní metabolismus, obvykle zahrnuje uvolňování energie a rozpad materiálů.
Přehled Katabolismu
Katabolismus je soubor metabolických procesů, které rozkládají velké molekuly. Patří mezi ně štěpení a oxidace molekul potravin. Účelem katabolických reakcí je poskytnout energii a složky potřebné anabolickými reakcemi. Přesná povaha těchto katabolických reakcí se liší od organismu k organismu; organismy lze klasifikovat na základě zdrojů energie a uhlíku, jejich primárních nutričních skupin., Organické molekuly se používají jako zdroj energie organotrofy, zatímco litotrofy používají anorganické substráty a fototrofy zachycují sluneční světlo jako chemickou energii.
Všechny tyto různé formy metabolismu závisí na redox reakce, která zahrnuje přenos elektronů z redukovaného dárce molekul, jako jsou organické molekuly, voda, amoniak, sirovodík nebo železitých iontů na akceptor molekuly, jako je kyslík, dusičnan nebo síran. U zvířat tyto reakce zahrnují komplexní organické molekuly, které jsou rozděleny na jednodušší molekuly, jako je oxid uhličitý a voda., Ve fotosyntetických organismech, jako jsou rostliny a sinice, tyto reakce přenosu elektronů neuvolňují energii, ale používají se jako způsob ukládání energie absorbované ze slunečního světla.
nejběžnější soubor katabolických reakcí u zvířat lze rozdělit do tří hlavních fází. V prvním jsou velké organické molekuly, jako jsou proteiny, polysacharidy nebo lipidy, tráveny do svých menších složek mimo buňky. Další, tyto menší molekuly jsou přijata do buňky a přeměněna na ještě menší molekuly, obvykle acetyl koenzym A (acetyl-CoA), který uvolňuje energii., Konečně, acetyl skupiny na CoA, který je oxidován na vodu a oxid uhličitý v citrátový cyklus a elektronový transportní řetězec, uvolnění energie, která je uložena snížením koenzymu nikotinamidadenindinukleotidu (NAD+) na NADH.
Makromolekul, jako jsou škrob, celulóza a bílkoviny nemohou být rychle přijata do buněk a musí být rozděleny do menších jednotek, než mohou být použity v metabolismu buněk. Několik běžných tříd enzymů tráví tyto polymery., Tyto trávicí enzymy zahrnují proteázy, které tráví bílkoviny na aminokyseliny, stejně jako glykosidové hydrolázy, které tráví polysacharidy na monosacharidy. Mikroby vylučují trávicí enzymy do svého okolí, zatímco zvířata tyto enzymy vylučují pouze ze specializovaných buněk ve střevech. Aminokyseliny nebo cukry uvolněné těmito extracelulárními enzymy jsou pak čerpány do buněk specifickými aktivními transportními proteiny. Je znázorněno zjednodušené schéma katabolismu sacharidů, bílkovin a tuků.,
Katabolismu: zjednodušený přehled katabolismu bílkovin, sacharidů a tuků
Sacharidů Katabolismus
Sacharidů katabolismus je rozklad sacharidů na menší jednotky. Sacharidy se obvykle berou do buněk, jakmile jsou tráveny na monosacharidy. Jakmile je uvnitř, hlavní cestou odbourávání je glykolýza, kde cukrů, jako je glukóza a fruktóza jsou přeměněny na pyruvát a některé ATP je generován., Pyruvát je meziprodukt v několika metabolických drahách, ale většina se převede na acetyl-CoA a přivádí se do cyklu kyseliny citronové. Přestože se v cyklu kyseliny citronové vytváří více ATP, nejdůležitějším produktem je NADH, který je vyroben z NAD+, protože acetyl-CoA je oxidován. Tato oxidace uvolňuje oxid uhličitý jako odpadní produkt. V anaerobních podmínkách produkuje glykolýza laktát, přes enzym laktát dehydrogenázu reoxidující NADH na NAD + pro opětovné použití v glykolýze.,
pentózového cyklu
alternativní trasa pro glukózu členění je pentózového cyklu, který snižuje koenzym NADPH a produkuje pentóza cukry jako je ribosa, cukr složkou nukleových kyselin. Tuky jsou katabolizovány hydrolýzou na volné mastné kyseliny a glycerol. Glycerol iniciuje glykolýzu a mastné kyseliny se štěpí beta oxidací, aby se uvolnil acetyl-CoA, který se pak přivádí do cyklu kyseliny citronové. Mastné kyseliny uvolňují při oxidaci více energie než sacharidy, protože sacharidy obsahují více kyslíku ve svých strukturách.,
aminokyseliny se buď používají k syntéze proteinů a jiných biomolekul, nebo oxidují na močovinu a oxid uhličitý jako zdroj energie. Oxidační cesta začíná odstraněním aminoskupiny transaminázou. Aminoskupina se přivádí do močovinového cyklu a zanechává deaminovanou uhlíkovou kostru ve formě kyseliny keto. Některé z těchto keto kyselin jsou meziprodukty v cyklu kyseliny citronové, například deaminace glutamátu tvoří α-ketoglutarát. Glukogenní aminokyseliny mohou být také přeměněny na glukózu prostřednictvím glukoneogeneze.