متابولیسم و بیوانرژتیک
طبقهبندی مسیرهای متابولیسمی
مسیرهای کاتابولیسمی
مسیرهای آنابولیسمی
مسیرهای آمفیپاتیک
ارتباط بین
مسیرهای
کاتابولیسمی
و
آنابولیسمی
تقسیم بندی موجودات از نظر کسب انرژی و منبع کربن
موجودات اتوتروف
موجودات هتروتروف
خلاصه ای
از مراحل
هضم و جذب
مواد غذایی
کربوهیدراتها
پروتئینها
چربیها
قندهای ساده
اسیدهای آمینه
اسیدهای چرب
و گلیسرول
استیل کوA
چرخه کربس
NADH
FADH2
بیوانرژتیک
بیوانرژتیک مطالعه تغییرات انرژی در واکنشهای بیوشیمیایی است
در بیوانرژتیک تنها به انرژی حالت ابتدایی و انتهایی اجزای واکنش توجه میشود
بیوانرژتیک به چگونگی انجام واکنش (مکانیسم واکنش) و زمان لازم برای انجام واکنش اشاره نمیکند
ترمودینامیک
ترمودینامیک در ارتباط با انتقال حرارت و انجام کار صحبت می کند
کاربرد قوانین ترمودینامیک
بررسی تغییرات انرژی در واکنشها
پیشگویی جهت انجام واکنشها
مفاهیم ترمودینامیک
سیستم : مجموعه ای از موادی که متحمل یک فرایند فیزیکی , شیمیایی یا بیوشیمیایی خاص میگردد.
محیط : احاطه کننده سیستم
جهان واکنش = محیط + سیستم
قانون اول ترمودینامیک
(قانون بقای انرژی)
کل انرژی جهان ثابت است و فقط انرژی از شکلی به شکل دیگر تبدیل میشود
قانون دوم ترمودینامیک
فرایندهایی خودبخودی انجام میشوند که در آنها بی نظمی (آنتروپی) جهان واکنش افزایش یابد
عوامل مهم در پیشرفت واکنش شیمیایی
گرمای مبادله شده ( تغییر انتالپی)
تغییر میزان بی نظمی (تغییر آنتروپی)
تغییر انرژی آزاد
ΔG
بخشی از تغییر کل انرژی سیستم که برای انجام کار در دسترس است
ΔG = ΔH – T ΔS
تغییر آنتروپی تغییر انتالپی
پیشگویی انجام واکنش از روی علامت ΔG
ΔG کوچکتر از صفر واکنش انجام پذیر
ΔG مساوی صفر واکنش در حال تعادل
ΔG بزرگتر از صفر واکنش انجام ناپذیر
محاسبه ΔG A B
R = 1.98 cal/mol.deg
ln = 2.303 log
ΔGo تغییرانرژی آزاد استاندارد
تغییر انرژی آزاد استاندارد مربوط به واکنشی است که غلظت مواد در آن یک مولار باشد
محاسبه ΔGo با استفاده از
ثابت تعادل
ΔGo = – 2.303 RT log K
محاسبه ΔGo با استفاده از
نیروی الکتروموتوری پیل
ΔGo = – nFΔEo
ΔEo = Eoc-Eoa
F = 23.06 Kcal / V.mol
محاسبه ΔG واکنشی که مجموع چند واکنش است
اگر واکنشی از مجموع چند واکنش به دست آید انرژی آزاد استاندارد آن مجموع جمع جبری انرژیهای آزاد استاندارد آن واکنشها خواهد بود
مکانیسم جفت شدن فرایندهای انرژی زا و انرژی گیر در سلول
با استفاده از نوعی واسطه اجباری مشترک مانند واکنشهای دهیدروژناسیون
تهیه یک ترکیب حامل پرانرژی در واکنشهای انرژی زا و مصرف آن در واکنشهای انرژی خواه
ATP
حامل پرانرژی در سلولهای زنده
ساختار ATP
توجیه تغییر زیاد انرژی آزاد به هنگام هیدرولیز ATP
از بین رفتن دافعه الکتریکی بین اتمهای اکسیژن همجوار
پایدار شدن محصولات واکنش
ترکیبات پرانرژی سلول
ترکیبات پرانرژی فسفاته سلول
ترکیبات پرانرژی غیرفسفاته سلول
ATP
معیاری برای تقسیم بندی ترکیبات پرانرژی و کم انرژی
ATP یک ترکیب پرانرژی بوده یا به عبارت دیگر دارای پتانسیل انتقال گروه بالایی است
فسفاژن ها
کراتین فسفات
آرژینین فسفات
نمایش فسفاتهای پرانرژی
P
چرخه ATP/ADP
ATP
ADP
ترکیبات فسفاته پر انرژی
ترکیبات فسفاته کم انرژی
ارتباط بین کراتین فسفات و ATP
کراتین فسفات + ADP ATP + کراتین
کراتین کیناز
فسفریلاسیون گلوکز
گلوکز-6- فسفات + ADP ATP + گلوکز
هگزوکیناز
فعال سازی اسید چرب
اسید چرب + کوآنزیم A + ATP
آسیل کوآنزیم A + پیروفسفات + AMP
دو مولکول فسفات
اسیل کو A سنتتاز
پیروفسفاتاز
آنزیم آدنیلیل کیناز (میوکیناز)
ATP + AMP ADP + ADP
آنزیمهای نوکلئوزید منوفسفات کیناز اختصاصی
ATP + NMP ADP + NDP
آنزیمهای نوکلئوزید دی فسفات کیناز
ATP + NDP ADP + NTP
چگونگی تولید ATP از ADP
فسفریلاسیون اکسیداتیو
فسفریلاسیون در سطح سوبسترا
تولید ATP در سطح سوبسترا
واکنشهای کاتالیز شده توسط آنزیمهای :
3 – فسفوگلیسرات کیناز
پیروات کیناز
سوکسینات تیوکیناز
کراتین کیناز
پایان