GLUKOSAREN KATABOLISMOA

• Liseriketaren ondoren lortutako monomeroak (monosakaridoak) zelularen ZITOSOLERA sartzen dira

• Bertan degradatuko dira konposatu bakunagoetan: pirubato eta azetil-coA

• Prozesu honetan ATP eta NADH+H+ molekulen kantitate mugatua lortuz

• Azetil-coA mitokondrioetara sartuko da, erabat oxidatuz eta energia (ATP) eta ahalmen erreduzitzailea(NADH+H+) lortuz (KREBS ZIKLOA)

• Azkenik, eratutako NADH+H+ molekulak oxidatuz energia guztia ustiatuko da ATP moduan FOSFORILAZIO OXIDATZAILEA izeneko prozesuan

Glukosaren katabolismoa: GlukolisiaMetabolismoaren "Kale nagusia" zelularen zitoplasman, zitosolean, gertatzen da eta hamar erreakzio kimikoz osaturik dago. Glukolisiaren bidez glukosa molekula bat (6 C duena) bi molekula azido pirubikotan zatitzen da; horietako bakoitza 3 karbono duen konposatu organikoa da, ondoko eskeman ikus daitekeenez

Glukosa molekula bakoitzeko lortzen dira:

2ATP (%2,2)

2 NADH+H+

(%38,8)

2 pirubato

Beroa (%59)

Glukosa(6 C)

Glukosa 6P(6C)

Fruktosa 6P(6C)

Fruktosa 1,6 diP(6C)

Glizeraldehido 3P(3C)

Glizeraldehido 1,3 diP(3C)

3-fosfoglizerikoa(3C)

2-fosfoglizerikoa(3C)

Fosfoenolpirubato(3C)

Pirubato(3C)

ATP ATP

ATP

ATP

ADP ADP

ADP

ADP

NAD+

Pi

H2O

x2

NADHH+

GlucolisiA

Glukolisia; Glukosa(6C), 2 azido pirubikotan(3C) eraldatzen duen erreakzio multzoa da. Prozesu anaerobioa da, zitosolean gertatzen da.

Glukolisia

• Prozesu unibertsala da: eukarioto eta prokariotoek burutzen dute, aerobio zein anaerobioek.

• Organismo anaerobikoentzat, anaerobiko fakultatiboentzat eta zelula muskular eskeletikoentzat esfortzu handietan ATP iturri nagusia dira.

• Substrato mailako fosforilazioz lortzen dira ATP-ak

• Erreduzitu diren NADH+H+ , berreskuratu behar dira. Horretarako izaki aerobioek arnasketa zelularra burutzen dute eta anaerobioek hartzidura.

Substrato mailako fosforilazioaSubstrato mailako fosforilazioa:Erreakzio exergoniko batean askatutako energia erabiltzen da molekula bat fosforilatzeko. Ondoren, molekula honek fosfato taldea askatzean, energia ere askatuko du eta energia hau ADP-a fosforilatuz ATP-a lortzeko erabiliko da.

• Substrato organikoa ( e- emailea) bide kataboliko baten bitartekaria da (G3P)• Substrato hau (G3P) oxidatzen da, koentzima erreduzituz (NAD+ NADH+H+)• Erreakzio horretan askatzen den energia bitartekariari Pi taldea lotzeko erabiltzen da, honi deritzo SUBSTRATO MAILAKO FOSFORILAZIOA. • Energia maila altuko lotura eratu da eta honetatik P taldea askatzean ADP bati lotuko zaio ATP-a eratuz.

                                                

               

                                                

                

Glukolisiaren ondoren

Baldintza aerobikoetan (O2-a badago): arnasketa zelularraBaldintza anaerobikoetan (O2-rik ez badago): hartzidurak

H

HARTZIDURAK• Oxigenorik ez dagoenean ematen da. Baldintza

ANAEROBIOETAN• e- -en azken hartzailea molekula organikoa da • Glukolisian erreduzitutako koentzimak atzera oxidatuko dira

(NADH+H+ NAD+) eta glukosa berriak oxidatzeko prest egongo dira

• Glukosaren oxidazio partzialaren jarraipena da eta berez ez du energiarik gehitzen glukolisian sortutakoari.

• Pirubatoa erreduzitzean sortzen den konposatuaren arabera hartzidura mota desberdinak bereizten dira. Nagusiak hartzidura alkoholikoa eta hartzidura laktikoa dira.

• Prozesua zelularen zitosolean ematen da.

Hartzidura alkoholikoa; •Pirubikoa alkohol etiliko edo etanolean eraldatzen da.

•Saccharomyces generoko legamiek egiten dute.

•Gizakiak hartzidura hau erabiltzen du edari alkoholikoak lortzeko. Ogia ere hartzidura alkoholikoak sortzen du (irinaren azukreak hartzitzen dira, sortzen den alkohola labean lurrunduz eta sortutako CO2 –ak orea arrotuz).

•Azido pirubikoa, CO2 eta Alkohol etilikoan degradatzen da NAD+-a emanez.

•Glukolisian erreduzitu diren koentzimak berriro oxidatzen dira baina ez da energiarik lortzen.

Hartzidura anaerobikoak; Saccharomyces cerevisiae (garagardo legamia). Mikroorganismo honek burutzen ditu hartzidura alkoholikoak.

“Hartzidura azetikoa”• Ez da benetako hartzidura, alkoholaren oxidazioa baizik• Prozesu AEROBIOA da eta Azetobakter bakterioek

burutzen dute. Hartzidura alkoholikoan eratutako oxidazio partziala da.

•C2 H5 OH + O2 → Acetobacter aceti → CH 3 COOH + H 2 O

Hartzidura laktikoaHartzidura laktikoa•Bakterio batzuek burutzen dute, (Lactobacillus, Streptococcus..): Esnearen laktosa hartzitzen dute eta azido laktiko lortzen da. •Hartzidura hau beste mikroorganismo batzuk (legamiek, protozooek…) burutu dezakete, baita ere ugaztunen muskulu-zelulek: ariketa fisiko luzeak egiten direnean eta O2 defizita dagoenean.

•*neuronek ez dute hartzidurarik egiten, arnasketa zelularra burutu ezean hil egiten dira•* eritrozitoek ez dute mitokondriorik eta hartzidura laktikoa burutzen dute•Pirubikoa azido laktikora erreduzitzen da eta NAD+-a berreskuratzen da beste glukosa molekula batzuk oxidatzeko.

Lactobacillus generoko bakterio ezberdinak.

Muskulu ehun ildaskatuaren zelulak

Hartzidura laktiko eta alkoholikoaren eskema

ARNASKETA ZELULARRA• Glukosaren erabateko oxidazioa ematen da O2-ari

esker (azken e- hartzailea)• CO2 eta H2O lortzen dira azkenik.• Hartzidura baino berriagoa eta energetikoki

eraginkorragoa da.• Mitokondrioan gertatzen da: pirubatoa

deskarboxilatu eta coA-rekin elkartzen da azetil-coA emanez

• Bi prozesu gertatzen dira:– Krebs zikloa: energia eta ahalmen erreduzitzailea.– Fosforilazio oxidatzailea = arnasketa katea:

erreduzitutako molekulen oxidazioa energia lortuz.

Baldintza aerobiotan Glukolisian lortutako pirubikoa, Azetil-CoA-n eraldatzen da

Mitokondrioaren matrizean

Hau gertatzeko pirubikoa mitokondriaren matrizera sartzen da.

Prozesu honek bi zati ditu:

1-Pirubikoa deskarboxilatu egiten da A koentzima elkartzearen ondorioz .

2- Pirubikoa oxidatu egiten da, H horiek NAD+-k hartzen dituelarik.

+ H+

Pirubatoaren deskarboxilazio eta deshidrogenazioa

*Glukosa bakoitzeko bi pirubato

Azido zitrikoaren zikloa edo Krebs zikloa

Glukosa(6 C)

Glukosa 6P(6C)

Fruktosa 6P(6C)

Fruktosa 1,6 diP(6C)

Glizeraldehido 3P(3C)

Glizeraldehido 1,3 diP(3C)

3-fosfoglizerikoa(3C)

2-fosfoglizerikoa(3C)

Fosfoenolpirubato(3C)

Pirubato(3C)

Azetil CoA(2C)

Oxalazetatoa(4C)

Zitratoa(6C)

α-zetoglutariko(5C)

Sukzinil co A(4C)

Sukzinikoa(4C)

Fumarikoa(4C)

Malikoa(4C)

Isozitratoa(6C)

ATP

CO2

ATP

ATP

ATP

GTP

CO2

CO2

H2O

ADP ADP

ADP

ADP

GDP+PiATP

ADP

NAD+

NAD+

FAD+

NAD+

NAD+

Pi

NADHH+

NAD+

H2OCoA

x2

FADH2

x2

CoA

NADHH+

NADHH+

NADHH+

NADHH+

Glukolisia

Pirubatoaren oxidazioa

x2

•Glukosa erabat oxidatu da CO2-a emanez•Energiaren parte bat ATP moduan lortu du •Gainontzekoa NADH+H+ eta FADH2-ek dute forma erreduzituan, hauek fosforilazio oxidatzailean erabat askatuko dute bildutako energia.

Glukolisia eta Krebs zikloa

KREBS-EN ZIKLOA

Arnasketa katea eta Fosforilazio oxidatzailea

• Glukolisia eta Krebs zikloan NADH+H+ eta FADH2 koentzima erreduzituek jaso dute glukosaren energiaren zatirik handiena eta prozesu honetan askatuko dute.

• Koentzimak, oxidatuz berreskuratuko dira • Mitokondrioaren barneko mintzan gertatzen da• H atomoen azken hartzailea O2 izango da• H atomoen transferentzian, hauek elektroi eta

protoietan banatzen dira

ARNAS KATEAMITOKONDRIO-GANDORREN EGITURA.

Gandorren egitura mintz biologiko guztiek dutena bezalakoa da.

Fosfolipidozko geruza bikoitzean murgildurik elektroi-garraiatzaile proteiko desberdinak daude.Hiru konplexutan bilduta daude:I konplexua (NADH deshidrogenasa).II konplexua (bc1 Zitokromoa).III Konplexua (Oxidasa Zitokromoa).

Arnas katearen mekanismoa. NADH+ H+-aren oxidazioa eta ATP-aren sintesia.

Arnas katearen mekanismoa. FADH2-aren oxidazioa eta ATP-aren sintesia

ATP-aren sintesia.ATPasa

Cit C

NADH2_tik abiatutako arnas katea (animazioa)

3ATP3ADP

NADH

NAD+

+

+

Co

mp

. I

e e

e e

+

+

Co

mp

. II

e e

+

+

Co

mp

.III

e e

e e

+

+

+

+

++

+

+

+

+

+

+

+

+

+

++

+

+

+

+

+

MATRIZA

MINTZARTEKO GUNEA

FOSFORILAZIO OXIDATIBOA (animazioa)

1. ATP sintetasa kanalak dituen proteinak dira eta H+-ak horietatik sartzen dira.

2. ATP –aren sintesia . Protoiak mintzean zehar garraiatzearen ondorioz gertatzen da.

ADP + Pi ---> ATP

1. Protoiak. Mintzarteko gunean pilatzen dira eta ondoren barne mintza zeharkatuz, matrizera sartzen dira (berriro) ATP sintetasa proteinak(entzimak) zeharkatuz.Hau egitean entzima hauek aktibatu eta ATP-a sintetizatuko da.

Barne Mit Mintz

Kanp Mit Mintz

Azido zitrikoaren zikloa edo Krebs zikloa

Glukosa(6 C)

Glukosa 6P(6C)

Fruktosa 6P(6C)

Fruktosa 1,6 diP(6C)

Glizeraldehido 3P(3C)

Glizeraldehido 1,3 diP(3C)

3-fosfoglizerikoa(3C)

2-fosfoglizerikoa(3C)

Fosfoenolpirubato(3C)

Pirubato(3C)

Azetil CoA(2C)

Oxalazetatoa(4C)

Zitratoa(6C)

α-zetoglutariko(5C)

Sukzinil co A(4C)

Sukzinikoa(4C)

Fumarikoa(4C)

Malikoa(4C)

Isozitratoa(6C)

ATP

CO2

ATP

ATP

ATP

GTP

CO2

CO2

H2O

ADP ADP

ADP

ADP

GDP+PiATP

ADP

NAD+

NAD+

FAD+

NAD+

NAD+

Pi

NADHH+

NAD+

H2OCoA

x2

FADH2

x2

CoA

NADHH+

NADHH+

NADHH+

NADHH+

NADHH+

FADH2

NAD+

e-

H+

H+ H+

H+ H+ H+

H+

H+ H+

2H + ½ O2 H2O

H+ H+

H+ H+ H+

H+

ADP+Pi H+

ATP

Elektroien garraio-katea ATP-aren sintesia

Arnasketa katea

Glukolisia

Pirubatoaren oxidazioa

x2

GLUKOSAREN ERABILPENA BALDINTZA AEROBIKOETANERRENDIMENDUA: 30 ATP (10xNADH) + 4 ATP (2xFADH2) + 6 ATP – 2 ATP= 38 ATP

Glukosaren arnasketa zelularraren eskema sinplifikatua.

GLUKOSAREN ERABATEKO OXIDAZIOAREN ENERGIA-BALANTZEA.

PROZESUAHasierako substantzia

Bukaerako substantzia

Koentzima erreduzituak.ATP-ak

ATP molak guztira

GLUKOLISIA

Pirubatoaren deskarboxilazioa

KREBS ZIKLOA

Balatze orokoarra

LIPIDOEN KATABOLISMOALIPIDOEN KATABOLISMOALipasek, azilglizeridoak hidrolizatzen dituzte Glizerina eta Gantz azidoak emanez.

Glizerina,Glizeraldehido 3P –an eraldatzen da eta Glukolisian degradatzen da.

Gantz azidoak, mitokondria-matrizean 2na karbonoko zatietan askatuz joaten dira, Azetil CoA eran. Prozesu honi B oxidazioa deritzo.

Azetil Co A-k Krebs-zikloan degradatuko dira, ziklo hau behar hainbat aldiz errepikatuz.

PROTEINEN KATABOLISMOAPROTEINEN KATABOLISMOA

Normalean ez dira energi iturri bezala erabiltzen.

1-Proteinak aminoazidoetan hidrolizatzen dira.

2-Aminoazidoaren degradazioa bide ezberdinetatik: transaminazioa, deskarboxilazioa eta desaminazioa.Desaminazioan NH2 taldea bide ezberdinetatik kanporatzen da: amoniako, azido uriko edo urea moduan. R

Aminoazidoen transaminazioa eta desaminazioa

Fosforilazio oxidatzailea

Arnas katea

O2

CO2

NH3

O2

Arnas katea

CO2

NH3