Modul cím:
MEDICINÁLIS ALAPISMERETEK ALAPISMERETEK – BIOKÉMIA –
BIOENERGETIKA BIOENERGETIKA I. 1. kulc!" cím: E#$%&'( A termodinamika első főtétele kimondja, hogy a különböző energiafajták átalakulhatnak egymásba ez az energia megmaradásának törvénye.
nergián a munkavégzés ké!ességét ké!ességét értjük.
"oten#iális energia
$inetikus energia "oten#iális energiáb%l származ% munka.
"oten#iális energia, ami kinetikus energiává alakul A hasznos&that% !oten#iális energia energia különböző átalakulási átalakulási formái. G))1 Az egyes energiaformák átalakulásai. átalakulásai. G))*
1. k+,$%#- cím: B'o$#$%&$/'k( A bioenergetika a biokémiai folyamatok folyamatok során lezajl% energiaváltozásokkal energiaváltozásokkal foglalkozik.
'iol%giai rendszerekben az energiát kal%riában (#al) mérik. * #al egyenérték+ azzal a hőenergiával, amely szükséges ahhoz, hogy * g vizet * kal *./ r%l */./ ra felmeleg&tsünk.
mbereknél az energiát kil%kal%riában (k#al) adják meg (* k#al 0 *111 #al).
A heterotr%f élőlények különböző tá!anyagok felvételével, és azok lebontásával biztos&tják energiaszükségletüket.
2zervezetünk sejtjei számára a fő energiaforrás a kémiai energia.
3ergonikus kémiai reak#i% reak#i% esetén a szabadenergia szabadenergia változás értéke negat&v, negat&v, a reak#i% energiabevitel nélkül is végbemehet.
ndergonikus reak#i% esetén a szabadenergia változás !ozit&v, a folyamat s!ontán nem megy végbe.
*. k+,$%#- cím: 0o/o!'#/+!'
A fotoszintézis endergonikus folyamatai teszik lehetővé a szénhidrátok, li!idek és fehérjék szintézisét. G))
. k+,$%#- cím: A $2/l+&!+ $3$%&o#'ku 4ol-(m(/( "éldák a biol%giai munkavégzésre. G))5
A sejtekben foly% biokémiai folyamatok összességét metabolizmusnak, vagy más néven intermedier anyag#serének nevezzük.
A metabolizmus egyik #so!ortja a katabolizmus, amelyen a lebont% folyamatok összességét értjük.
A katabolizmussal ellentétes irány4, azaz felé!&tő reak#i%kat anabolizmusnak nevezzük.
5a egy adott reak#i%lé!és mindkét irányban végbemehet, amfibolikus reak#i%4tr%l beszélünk.
5. k+,$%#- cím: A! (#-(&c$%$u/(k A katabolikus 4t (lebontás) általában e3ergonikus, az anabolikus folyamat (felé!&tés) !edig endergonikus reak#i%. G))6 G))7
A tá!anyagok lebontása során egy kul#sfontosság4 molekula, az adenozin trifoszfát (A6") ké!ződik sejtjeinkben.
Az A6", mint 7nagy energiáj48 vegyület biztos&tja a különböző biokémiai folyamatokhoz szükséges energiát. G))8 Az A6" köz!onti szere!e a szervezet energiaháztartásában G))9
Az izomszövet jelentős mennyiség+ kreatin foszfátot tartalmaz, amely fontos energiaraktároz% funk#i%t lát el. G))
9unkavégzés esetén az energianyerésre elhasznált A6" kreatin foszfát ("r) seg&tségével anaerob 4ton 4jratermelődik. G)1)
6. k+,$%#- cím: El$k/%o#;/<'/$l o3'do%$dukc'" A katabolikus folyamatok során a szerves molekulák o3idoreduk#i%s reak#i%k révén ké!esek elektront leadni (o3idá#i%) illetve felvenni (reduk#i%) elektrontranszfer.
A számos elektronátvivő molekula közül az egyik legfontosabb a nikotinsavamid adenin dinukleotid (:A;) koenzim.
A :A;< mellett a másik fontos elektron (hidrogén ) száll&t% a flavin adenin dinukleotid (=A;).
G)11 Az ábra a :A; o3idált illetve redukált álla!otát mutatja. A tá!anyagok lebontásakor a molekulák által leadott hidrogénekből a :A;< két elektront és egy !rotont (5 ,hidridion) ké!es felvenni és &gy :A;5 vá alakulni. G)1*
A :A; < mint elektronátvivő (hidrogénszáll&t%) seg&tségével a redukált formáj4 szerves molekulák o3idált kerülnek. A végső hidrogénfelvevő a terminális o3idá#i%ban az o3igén lesz, &gy v&z ké!ződik G)1
7. k+,$%#- cím: T$%m'#;l' o3'd;c'" = ( m'/oko#d%';l' l+&!+' l;#c A szerves molekulákb%l származ% hidrogének a :A;< seg&tségével a mitokondriumba száll&t%dnak, ahol a terminális o3idá#i%ban v&zzé o3idál%dnak. G)15
A mitokondrium belső membránjában találhat% a légzési lán# elektronátvivő rendszere. =ontos szere!e van az elektronok száll&tásában a #itokr%m fehérjéknek, melyek !rosztetikus #so!ortként hemet tartalmaznak.
8. k+,$%#- cím: O3'd(/í< 4o!4o%'l;c'" A terminális o3idá#i% mellett a mitokondrium belső membránjához kötötten zajlik az o3idat&v foszforilá#i% folyamata is. nnek során az A;" foszforilá#i%jaként A6" keletkezik. 2zemben a terminális o3idá#i%val az A;"-A6" átalakulás endergonikus folyamat. G)16
Az A6" szintézisét az A6"- szintáz enzim végzi, amelynek a foszforilá#i%t végző alegysége (=*) mellett egy !roton#satornát alkot% része (=1) is van.
A légzési lán# o3idoreduk#i%s me#hanizmusához ka!#soltan !rotonok (5<) !um!ál%dnak a mitokondriális mátri3b%l a membránok közötti térbe - !roton motoros erő jön létre. G)17
Az elektrokémiai grádiensnek megfelelően a !rotonok az A6"-szintáz seg&tségével visszajutnak a mátri3b, miközben az A;" foszforilál%dik és A6" lesz belőle - 9it#hell-féle kemiozmotikus elmélet.
9. k+,$%#- cím: A c'/%;/k>% ?c'/%om(%&-' = K%$=c'klu A különböző tá!anyagok lebontásának első fázisában !iruvát vagy a#etil-oA ké!ződik.
A glikol&zis során ké!ződő !iruvát a mitokondriumban a#etil-oA-vá alakul a !iruvátdehidrogenáz enzimkom!le3 seg&tségével. A ké!ződöt a#etil-oA fog belé!ni a #itrátkörbe, ahol o3idál%dik, és &gy >? keletkezik. G)18
A #itrátkörbe belé!ő a#etil-oA az o3ála#etáttal #itrátot ké!ez.
A körfolyamat reverzibilis és irreverzibilis reak#i%it mitokondriális enzimek katalizálják (az ábrán nin#s feltüntetve).
A #iklus során keletkező >? mellett a hidrogének elektronszáll&t% molekulák (:A;, =A;) seg&tségével a terminális o3idá#i%ba kerülnek. G)19
. k+,$%#- cím: A m'/oko#d%'um(# l$!(2l" 4ol-(m(/ok >!$4o&l(l;( G)1 * glük%zmolekula teljes o3idá#i%ja a glikol&zis, #itrátkör és terminális o3idá#i% során összesen @ A6" ké!ződését eredményezi, azonban a glük%z foszforilá#i%jához ? A6" szükséges, &gy a nett% A6" mennyiség @B. G)*)
Képgyűjtemény: •
G001
•
G002
•
G003
•
G004
•
G005
•
G006
•
G007
•
G008
•
G009
•
G010
•
G011
•
G012
•
G013
•
G014
A mitokondriális légzési lánc A terminális oxidáció exergonikus folyamat •
G015
•
G016
•
G017
•
G018
•
G019
•
G020
