typer av katabolism
katabolism är uppsättningen metaboliska processer som bryter ner stora molekyler.
lärandemål
sammanfatta olika typer av katabolism som ingår i ämnesomsättningen (katabolism av kolhydrater, proteiner och fetter)
viktiga Takeaways
viktiga punkter
- syftet med kataboliska reaktioner är att ge den energi och komponenter som behövs av anabola reaktioner.,
- mikrober utsöndrar helt enkelt matsmältningsenzymer i sin omgivning, medan djur bara utsöndrar dessa enzymer från specialiserade celler i sina tarmar.
- fetter kataboliseras genom hydrolys till fria fettsyror och glycerol.
- aminosyror används antingen för att syntetisera proteiner och andra biomolekyler eller oxideras till urea och koldioxid som en energikälla.
- kolhydrater tas vanligtvis in i celler när de har smält i monosackarider och sedan bearbetas inuti cellen via glykolys.,
nyckeltermer
- polymer: en lång eller större molekyl bestående av en kedja eller ett nätverk av många upprepade enheter, som bildas genom att kemiskt binda samman många identiska eller liknande små molekyler som kallas monomerer. En polymer bildas genom polymerisation, sammanfogningen av många monomermolekyler.
- acetyl CoA: Acetyl coenzym A eller acetyl-CoA är en viktig molekyl i ämnesomsättningen, som används i många biokemiska reaktioner. Dess huvudsakliga funktion är att förmedla kolatomerna inom acetylgruppen till citronsyracykeln (Krebs-cykeln) som ska oxideras för energiproduktion.,
- katabolism: destruktiv metabolism, innefattar vanligtvis utsläpp av energi och nedbrytning av material.
översikt över katabolism
katabolism är uppsättningen metaboliska processer som bryter ner stora molekyler. Dessa inkluderar att bryta ner och oxidera matmolekyler. Syftet med kataboliska reaktioner är att ge den energi och komponenter som behövs av anabola reaktioner. Den exakta naturen hos dessa kataboliska reaktioner skiljer sig från organism till organism; organismer kan klassificeras baserat på deras energikällor och kol, deras primära näringsgrupper., Organiska molekyler används som en energikälla genom organotrofer, medan litotrofer använder oorganiska substrat och fototrofer fångar solljus som kemisk energi.
alla dessa olika former av metabolism beror på redoxreaktioner som involverar överföring av elektroner från reducerade givarmolekyler såsom organiska molekyler, vatten, ammoniak, vätesulfid eller järnjoner till acceptormolekyler såsom syre, nitrat eller sulfat. Hos djur innebär dessa reaktioner att komplexa organiska molekyler bryts ner till enklare molekyler, såsom koldioxid och vatten., I fotosyntetiska organismer som växter och cyanobakterier frigör dessa elektronöverföringsreaktioner inte energi, men används som ett sätt att lagra energi som absorberas från solljus.
den vanligaste uppsättningen kataboliska reaktioner hos djur kan separeras i tre huvudsteg. I de första smälter stora organiska molekyler som proteiner, polysackarider eller lipider i sina mindre komponenter utanför celler. Därefter tas dessa mindre molekyler upp av celler och omvandlas till ännu mindre molekyler, vanligtvis acetylkoenzymet a (acetyl-CoA), vilket frigör viss energi., Slutligen oxideras acetylgruppen på CoA till vatten och koldioxid i citronsyracykeln och elektrontransportkedjan, vilket frigör den energi som lagras genom att reducera koenzymet nikotinamidadenindinukleotid (NAD+) till NADH.
makromolekyler som stärkelse, cellulosa eller proteiner kan inte snabbt tas upp av celler och måste brytas in i deras mindre enheter innan de kan användas i cellmetabolism. Flera vanliga klasser av enzymer smälter dessa polymerer., Dessa matsmältningsenzymer innefattar proteaser som smälter proteiner i aminosyror, liksom glykosidhydrolaser som smälter polysackarider i monosackarider. Mikrober utsöndrar matsmältningsenzymer i sin omgivning, medan djur bara utsöndrar dessa enzymer från specialiserade celler i sina tarmar. De aminosyror eller sockerarter som frigörs av dessa extracellulära enzymer pumpas sedan in i celler genom specifika aktiva transportproteiner. En förenklad schematisk av katabolismen av kolhydrater, proteiner och fetter visas i.,
katabolism: en förenklad beskrivning av katabolismen av proteiner, kolhydrater och fetter
Kolhydratkatabolism
Kolhydratkatabolism är nedbrytningen av kolhydrater i mindre enheter. Kolhydrater tas vanligtvis in i celler när de har smält i monosackarider. En gång inuti är den huvudsakliga nedbrytningsvägen glykolys, där sockerarter som glukos och fruktos omvandlas till pyruvat och vissa ATP genereras., Pyruvat är en mellanliggande i flera metaboliska vägar, men majoriteten omvandlas till acetyl-CoA och matas in i citronsyracykeln. Även om några fler ATP genereras i citronsyracykeln, är den viktigaste produkten NADH, som är gjord av NAD + som acetyl-CoA oxideras. Denna oxidation frigör koldioxid som avfallsprodukt. Vid anaeroba förhållanden producerar glykolys laktat, genom enzymet laktatdehydrogenas reoxiderande NADH till NAD + för återanvändning i glykolys.,
pentosfosfatvägen
en alternativ väg för nedbrytning av glukos är pentosfosfatvägen, vilket minskar koenzymet NADPH och producerar pentossocker såsom ribos, sockerkomponenten i nukleinsyror. Fetter kataboliseras genom hydrolys till fria fettsyror och glycerol. Glycerolen initierar glykolys och fettsyrorna bryts ner genom betaoxidation för att frigöra acetyl-CoA, som sedan matas in i citronsyracykeln. Fettsyror frigör mer energi vid oxidation än kolhydrater eftersom kolhydrater innehåller mer syre i sina strukturer.,
aminosyror används antingen för att syntetisera proteiner och andra biomolekyler, eller oxideras till urea och koldioxid som en energikälla. Oxidationsvägen börjar med avlägsnandet av aminogruppen med ett transaminas. Aminogruppen matas in i ureacykeln och lämnar ett deaminerat kolskelett i form av en keto-syra. Flera av dessa ketosyror är intermediärer i citronsyracykeln, till exempel deaminering av glutamat bildar α-ketoglutarat. De glukogena aminosyrorna kan också omvandlas till glukos, genom glukoneogenes.