ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΤΟΥ ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΥ

Παρουσίαση με θέμα: "ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΤΟΥ ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΥ"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΤΟΥ ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΥ
ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ 2Η

2 Κυτταρική αναπνοή Ως κυτταρική αναπνοή χαρακτηρίζεται η διαδικασία που λαμβάνει χώρα στα κύτταρα και κατά την οποία πολύπλοκα οργανικά μόρια, κατά σειρά φθίνουσας προτίμησης υδατάνθρακες, λίπη και πρωτεΐνες, οξειδώνονται προκειμένου ν' απελευθερώσουν ενέργεια, η οποία είναι απαραίτητη σε άλλες κυτταρικές διαδικασίες.

3 ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΜΙΤΟΧΟΝΔΡΙΑ
ΑΝΑΕΡΟΒΙΟΣ ΚΑΙ ΑΕΡΟΒΙΟΣ ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ, ΕΞΕΛΙΞΗ, ΤΟ ΜΙΤΟΧΟΝΔΡΙΟ ΩΣ ΑΕΡΟΒΙΟ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΟ «ΕΡΓΟΣΤΑΣΙΟ», ΟΙ ΟΜΟΙΟΤΗΤΕΣ ΤΗΣ ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΣΗΣ ΜΕ ΤΗΝ ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΗ ΦΩΣΦΟΡΥΛΙΩΣΗ, ΧΛΩΡΟΠΛΑΣΤΕΣ – ΜΙΤΟΧΟΝΔΡΙΑ – ΑΡΧΕΓΟΝΑ ΒΑΚΤΗΡΙΑ.

4 Τρόπος σύνθεσης ATP O κύριος τρόπος παραγωγής ΑΤΡ περιλαμβάνει:
Συλλογή υδρογόνων από τα τροφικά μόρια («φορτώνονται» στα NAD+, FAD2+), Μεταφορά ηλεκτρονίων, Διοχέτευση ηλεκτρονίων προς τον τελικό αποδέκτη (μοριακό οξυγόνο), Ένωση υδρογόνου με το οξυγόνο, Έκλυση ενέργειας: γίνεται σταδιακά, χρησιμοποιείται για τη φωσφορυλίωση ADP (οξειδωτική φωσφορυλίωση).

5 Χαρακτηριστικά μιτοχονδρίων
Είναι οργανίδια των ευκαρυωτικών κυττάρων, Έχουν κυλινδρικό σχήμα, Περιβάλλονται από δύο μεμβράνες, Η εξωτερική μεμβράνη είναι συνήθης, Η εσωτερική μεμβράνη έχει ιδιαίτερα χαρακτηριστικά, πολλές αναδιπλώσεις (μεγάλη επιφάνεια), πλούσια σε πρωτεΐνες (ένζυμα, μεταφορείς), Μεταξύ των μεμβρανών ο διαμεμβρανικός χώρος, Στο εσωτερικό η μιτοχονδριακή ουσία, πλούσια σε πρωτεΐνες, περιέχει DNA, RNA, ριβοσωμάτια.

6

7 Η ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΤΟΥ ΜΙΤΟΧΟΝΔΡΙΟΥ

8 Η ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΗ ΤΩΝ ΠΡΩΤΟΝΙΩΝ

9 Η αναπνευστική αλυσίδα

10 ΜΟΡΙΑ ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΗΣ ΑΛΥΣΙΔΑΣ
NADH, FADH2, ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΟΞΥ, ΑΣΚΟΡΒΙΚΟ ΟΞΥ ΣΥΜΠΛΟΚΟ Ι, ΙΙ, ΙΙΙ, ΙV (ΝΕΩΤΕΡΗ ΕΚΔΟΧΗ = ΤΕΣΣΕΡΑ ΣΥΜΠΛΟΚΑ) ΟΥΒΙΚΙΝΟΝΗ ΚΥΤΟΧΡΩΜΑ C ΟΞΥΓΟΝΟ, Η+, e-, H2O ΣΥΝΘΑΣΗ ΤΟΥ ATP

11 ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΗ ΑΛΥΣΙΔΑ

12 ΤΑ ΣΥΜΠΛΟΚΑ ΤΗΣ ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΗΣ ΑΛΥΣΙΔΑΣ

13 ΟΥΒΙΚΙΝΟΝΗ, ΕΝΑ «ΑΡΧΑΙΟ» ΜΟΡΙΟ

14 Η ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΗ ΑΛΥΣΙΔΑ ΚΑΙ ΤΟ ΟΞΥΓΟΝΟ. Ο ΡΟΛΟΣ ΤΗΣ ΟΥΒΙΚΙΝΟΝΗΣ

15 Η ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΤΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΩΝ ΣΥΝΔΥΑΖΕΤΑΙ ΜΕ ΑΝΤΛΗΣΗ ΠΡΩΤΟΝΙΩΝ

16 Η ΒΑΘΜΙΔΩΣΗ ΤΩΝ ΠΡΩΤΟΝΙΩΝ

17 Ο ΚΕΝΤΡΙΚΟΣ ΡΟΛΟΣ ΤΗΣ ΒΑΘΜΙΔΩΣΗΣ ΠΡΩΤΟΝΙΩΝ ΣΤΗΝ «ΠΑΡΑΓΩΓΗ» ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

18 Η ΔΟΜΗ ΤΗΣ ΣΥΝΘΑΣΗΣ ΤΟΥ ATP

19 Ο ΔΑΚΤΥΛΙΟΣ C ΤΗΣ ΣΥΝΘΑΣΗΣ ΤΟΥ ATP

20

21 Η ΣΥΝΘΕΣΗ ΤΟΥ ATP

22 ΒΑΘΜΙΔΩΣΗ ΠΡΩΤΟΝΙΩΝ ΚΑΙ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ
Η ΒΑΘΜΙΔΩΣΗ ΠΡΩΤΟΝΙΩΝ ΣΥΝΔΕΕΤΑΙ ΜΕ ΤΗΝ ΑΛΥΣΙΔΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΩΝ ΣΤΑ ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. Η ΒΑΘΜΙΔΩΣΗ ΠΡΩΤΟΝΙΩΝ ΕΙΝΑΙ ΜΙΑ ΜΟΡΦΗ ΔΥΝΑΜΙΚΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΧΗΜΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ, Η ΟΠΟΙΑ ΜΕΤΑΤΡΕΠΕΤΑΙ ΣΕ ΧΗΜΙΚΗ ΚΑΙ ΔΕΣΜΕΥΕΤΑΙ ΣΤΗΝ ΤΡΙΦΩΣΦΟΡΙΚΗ ΑΔΕΝΟΣΙΝΗ (ATP).

23 ΒΑΘΜΙΔΩΣΗ ΠΡΩΤΟΝΙΩΝ ΚΑΙ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ IN VITRO

24 TO NADH

25 NADH + ½O2 + H+ ——> NAD+ + H2O
ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΑΠΟΔΟΣΗ ΣΥΝΕΝΖΥΜΩΝ NADH + ½O2 + H+ ——> NAD+ + H2O ADP + Pi ——> ATP ΕΝΑ mole NADH -52,6 Kcal/mole ΕΝΑ mole ATP +7,3 Kcal/mole 1 NADH 2,5 ATP 1 FADH2 1,5 ATP ΑΡΑ ΣΕ ΟΤΙ ΑΦΟΡΑ ΤΟ NADH Η ΑΠΟΔΟΣΗ ΕΙΝΑΙ (7,3 Χ 2,5 Χ 100) / 52,6 = 34,70%. ΑΝ 1 NADH ΔΙΝΕΙ 3 ATP, TOTE (7,3 X 3 X 100) / 52,6 = 41,60%. ΣΤΟ ΚΥΤΤΑΡΟ ΕΩΣ ΚΑΙ 60%.

26 ΑΠΟ ΠΟΥ ΕΡΧΕΤΑΙ Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΓΙΑ ΤΗ ΣΥΝΘΕΣΗ ΤΟΥ ATP;

27 ΑΠΟ ΠΟΥ ΕΡΧΕΤΑΙ Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΓΙΑ ΤΗ ΣΥΝΘΕΣΗ ΤΟΥ ATP;
ΑΕΡΟΒΙΑ ΓΛΥΚΟΛΥΣΗ (ΔΙΑΣΠΑΣΗ ΓΛΥΚΟΖΗΣ ΣΤΟ ΜΙΤΟΧΟΝΔΡΙΟ, ΕΙΣΟΔΟΣ ΠΥΡΟΣΤΑΦΥΛΙΚΟΥ ΣΤΑ ΜΙΤΟΧΟΝΔΡΙΑ, ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ Ac-CoA) ΑΕΡΟΒΙΑ ΛΙΠΟΛΥΣΗ (ΔΙΑΣΠΑΣΗ ΛΙΠΑΡΩΝ ΟΞΕΩΝ ΣΤΟ ΜΙΤΟΧΟΝΔΡΙΟ, β-ΟΞΕΙΔΩΣΗ, ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ Ac-CoA) ΑΕΡΟΒΙΑ ΠΡΩΤΕΪΝΟΛΥΣΗ (ΔΙΑΣΠΑΣΗ ΑΜΙΝΟΞΕΩΝ ΣΤΟ ΜΙΤΟΧΟΝΔΡΙΟ, ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ Ac-CoA)

28

29 ΟΙ ΑΝΤΑΛΛΑΓΕΣ ΜΕΣΩ ΤΗΣ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ ΤΟΥ ΜΙΤΟΧΟΝΔΡΙΟΥ

30 Ο «ΚΙΝΔΥΝΟΣ» ΤΟΥ ΟΞΥΓΟΝΟΥ ΥΠΕΡΟΞΕΙΔΙΚΗ ΔΙΣΜΟΥΤΑΣΗ ΚΑΤΑΛΑΣΗ

31 ΑΕΡΟΒΙΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΚΑΙ SOD
ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΟ ΕΝΖΥΜΟ ΓΙΑ ΤΗ ΖΩΗ ΣΕ ΑΕΡΟΒΙΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΟΛΟΙ ΟΙ ΑΕΡΟΒΙΟΙ, Ή ΕΥΚΑΙΡΙΑΚΑ ΑΕΡΟΒΙΟΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ ΦΕΡΟΥΝ SOD Η SOD ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΕΙ ΕΝΑ ΑΤΟΜΟ Mn, Ή Zn ΣΤΟ ΚΑΤΑΛΥΤΙΚΟ ΤΗΣ ΚΕΝΤΡΟ ΙΣΤΟΙ ΜΕ ΥΨΗΛΟ ΑΕΡΟΒΙΟ ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟ, ΠΛΟΥΣΙΟΙ ΣΕ SOD ΚΑΙ ΚΑΤΑΛΑΣΗ (Π.Χ. ΗΠΑΡ)

32 ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΕΛΕΥΘΕΡΩΝ ΡΙΖΩΝ ΥΠΕΡΟΞΕΙΔΙΚΗ ΡΙΖΑ. Ο2- ΥΔΡΟΞΥ-ΡΙΖΑ
ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΕΛΕΥΘΕΡΩΝ ΡΙΖΩΝ ΥΠΕΡΟΞΕΙΔΙΚΗ ΡΙΖΑ *Ο2- ΥΔΡΟΞΥ-ΡΙΖΑ *ΟΗ ΣΤΟΙΧΕΙΑΚΟ Ο2 (1/2 Ο2)

33

34 ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ ΡΙΖΩΝ ΟΞΥΓΟΝΟΥ ΚΑΙ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΑΝΘΡΩΠΙΝΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ
Ο ΡΟΛΟΣ ΤΩΝ ΕΛΕΥΘΕΡΩΝ ΡΙΖΩΝ ΟΞΥΓΟΝΟΥ ΠΟΛΛΑΠΛΟΣ, ΠΑΘΗΣΕΙΣ – ΚΑΡΚΙΝΟΓΕΝΕΣΗ, ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ ΟΥΡΙΚΟΥ ΟΞΕΟΣ ΚΑΙ ΡΟΛΟΣ ΤΟΥ (ΑΝΤΙΟΞΕΙΔΩΤΙΚΟΣ, ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΟΣ).

35 ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ ΡΙΖΩΝ ΟΞΥΓΟΝΟΥ ΚΑΙ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΑΝΘΡΩΠΙΝΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ
ΔΡΑΣΗ ΥΠΕΡΟΞΕΙΔΑΣΩΝ ΣΤΗΝ ΑΜΥΝΑ ΤΟΥ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ (ΛΕΥΚΟΚΥΤΤΑΡΑ), ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ Η2Ο2 ΚΑΙ ΑΓΓΕΙΟΔΙΑΣΤΟΛΗ – ΑΙΜΑΤΩΣΗ ΤΩΝ ΜΥΩΝ, ΕΠΙΛΟΓΗ ΧΟΡΗΓΗΣΗΣ ΑΝΤΙΟΞΕΙΔΩΤΙΚΩΝ.

36 ΕΛΕΥΘΕΡΕΣ ΡΙΖΕΣ ΚΑΙ ΠΑΘΗΣΕΙΣ

37 ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ ΡΙΖΩΝ ΟΞΥΓΟΝΟΥ ΚΑΙ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΑΝΘΡΩΠΙΝΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ

38 ΟΙ ΑΝΑΣΤΟΛΕΙΣ ΤΗΣ ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΗΣ ΑΛΥΣΙΔΑΣ

39 ΑΝΑΣΤΟΛΕΙΣ - ΑΠΟΣΥΖΕΥΚΤΕΣ
ΑΝΑΣΤΟΛΕΙΣ, ΑΠΟΣΥΖΕΥΚΤΕΣ Ή ΑΠΟΣΥΜΠΛΕΚΤΕΣ, ΜΕΡΙΚΗ Ή ΟΛΙΚΗ ΑΝΑΣΤΟΛΗ, ΑΠΟΣΥΖΕΥΞΗ, ΧΗΜΙΚΟΙ ΑΝΑΣΤΟΛΕΙΣ, ΧΗΜΙΚΟΙ ΑΠΟΣΥΖΕΥΚΤΕΣ.

40 ΑΝΑΣΤΟΛΕΙΣ - ΑΠΟΣΥΖΕΥΚΤΕΣ
ΒΙΟΛΟΓΙΚΟΙ ΑΠΟΣΥΖΕΥΚΤΕΣ, ΑΔΥΝΑΤΙΣΜΑ, ΣΗΜΑΣΙΑ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΠΟΥ ΑΠΕΛΕΥΘΕΡΩΝΕΙ Η ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΗ ΦΩΣΦΟΡΥΛΙΩΣΗ, 74% ΤΟΥ ΒΑΣΙΚΟΥ ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΥ.

41 ΑΝΑΣΤΟΛΕΙΣ - ΑΠΟΣΥΖΕΥΚΤΕΣ
Name Function Site of Action Rotenone e– transport inhibitor Complex I Amytal Antimycin A Complex III Cyanide Complex IV Carbon Monoxide Azide 2,4,-dinitrophenol Uncoupling agent Transmembrane H+ carrier Pentachlorophenol Oligomycin Inhibits ATP synthase OSCP fraction of ATP synthase

42 ΟΙ ΑΠΟΣΥΖΕΥΚΤΕΣ Ή ΑΠΟΣΥΜΠΛΕΚΤΕΣ ΤΗΣ ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΗΣ ΦΩΣΦΟΡΥΛΙΩΣΗΣ

43 2,4-ΔΙΝΙΤΡΟΦΑΙΝΟΛΗ ΤΕΧΝΗΤΟΣ, ΤΟΞΙΚΟΣ, ΠΑΡΑΓΟΝΤΑΣ ΑΔΥΝΑΤΙΣΜΑΤΟΣ,
ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΗΚΕ ΣΤΗ ΔΕΚΑΕΤΙΑ ΤΟΥ 1950, ΠΡΟΚΑΛΕΙ ΧΡΟΝΙΑ ΗΠΙΑ ΠΥΡΕΞΙΑ ΚΑΙ ΑΔΥΝΑΤΙΣΜΑ, ΑΠΟΔΕΙΧΘΗΚΕ ΤΟΞΙΚΗ (ΦΑΙΝΟΛΗ) ΣΤΑ ΝΕΦΡΑ ΚΑΙ ΤΑ ΕΠΙΝΕΦΡΙΔΙΑ, Η ΑΝΑΖΗΤΗΣΗ ΤΕΧΝΗΤΟΥ ΠΑΡΑΓΟΝΤΑ ΠΟΥ ΝΑ ΔΙΑΚΟΠΤΕΙ ΤΗΝ ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΗ ΑΛΥΣΙΔΑ ΧΩΡΙΣ ΝΑ ΕΙΝΑΙ ΤΟΞΙΚΟΣ, ΣΥΝΕΧΙΖΕΤΑΙ.

44 ΘΕΡΜΟΓΕΝΙΝΗ ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΠΑΡΑΚΑΜΨΗ ΤΗΣ ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΗΣ ΑΛΥΣΙΔΑΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΟΣΚΤΗΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ, ΘΕΡΜΟΓΕΝΙΝΗ, ΜΙΚΡΑ ΛΙΠΑΡΑ ΟΞΕΑ, ΝΕΟΓΝΑ ΚΑΙ ΖΩΑ ΣΕ ΧΕΙΜΕΡΙΑ ΝΑΡΚΗ, ΚΑΣΤΑΝΟ ΛΙΠΟΣ ΣΤΑ ΝΕΟΓΝΑ, ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΜΕΣΩ ΤΗΣ ΑΥΞΗΣΗΣ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ.

45 Ο ΡΟΛΟΣ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΓΕΝΙΝΗΣ