Metabolizm, utlenianie i generowanie energii

METABOLIZM — przemiana materii, suma wszystkich reakcji chemicznych zachodzących w komórkach organizmu.

KATABOLIZM — grupa procesów i ciągów reakcji prowadzących do rozpadu; dostarczają energię.

ANABOLIZM — szlaki metaboliczne prowadzące do syntezy większych cząstek z mniejszych; pochłaniają energię.

Strategia metabolizmu sprowadza się do:

  • syntezy ATP i wytwarzania potencjału redukcyjnego (NADPH + H+),
  • syntezy elementów budulcowych do różnego rodzaju biosyntez.

ATP nie jest trwały; ma wysokoenergetyczne wiązania bezwodnikowe. Hydroliza ATP uwalnia energię — około 30 kJ/mol (wartość standardowa ~ −30,5 kJ/mol; w warunkach komórkowych zmienna).

Fosfokreatyna stanowi szybki zapas łatwo dostępnej energii; ulega rozkładowi do kreatyny przy udziale kinazy kreatynowej, co pozwala na natychmiastowe odtworzenie ATP podczas krótkotrwałych, intensywnych skurczów mięśni.

Reakcje kataboliczne:

  • białka
  • wielocukry
  • tłuszcze
  • aminokwasy
  • cukry proste
  • kwasy tłuszczowe
  • glicerol
  • NH3
  • glukoza
  • CO2
  • H2O
  • produkty zbędne

W reakcjach katabolicznych zachodzi degradacja pokarmu i biochemiczna produkcja energii. Ostatecznymi produktami katabolizmu są: CO2, H2O i ATP.

ATP jest uniwersalnym nośnikiem energii o wysokim potencjale przenoszenia grup fosforanowych; jest wykorzystywane jako źródło energii podczas skurczu mięśni, aktywnego transportu, wzmacniania sygnałów i różnych biosyntez.

Hydroliza ATP powoduje wzrost stosunku stężenia produktów do substratów, co umożliwia przekształcenie reakcji termodynamicznie niekorzystnych w korzystne.

ATP wytwarza się w utlenianiu glukozy, kwasów tłuszczowych i aminokwasów — głównie w fosforylacji oksydacyjnej wymagającej O2. Fosforylacja substratowa również dostarcza energii (np. w warunkach beztlenowych).

Intermediatem w wielu szlakach jest acetylo-CoA. Jednostka acetylowa ulega utlenieniu do CO2 w cyklu Krebsa (cykl kwasów trójkarboksylowych), podczas którego powstają równoważniki redukcyjne NADH i FADH2, które następnie dostarczają elektrony do łańcucha oddechowego i napędzają syntezę ATP.

Oceń ten artykuł

- | brak ocen