Introduktion till metabolismen Biologisk kemi, 7,5p KTH Vt 2012 Märit Karls

Vad är det för likhet?

Innehåll i modersmjölk Per 100 g: 6,6 g laktos 4,6 g fett 0,9 g protein Vad används dessa till? Vi sa att detta bryts ner i små molekyler som sen används för att bygga upp bebis resp katt. Laktos vet ni (?) består av glukos och galaktos. Hur man får energi från glukos har Anna berättat om. Men hur metaboliseras galaktos? S. 730 McMurry: omvandlas via 5 steg till glukos-6-P (steg 2 i glykolysen)

Till att bygga muskler och att åka skidor? Delvis, men i varje liten cell utförs arbete som kräver energi och råvaror Det här är väl det Svensson tänker på i första hand när man frågar vad maten används till.

Alla celler behöver energi Rörelse (muskelkontraktioner) Transport (jontransport över membran) Tillväxt och reparation För tillväxt och reparation behövs även råvaror till kroppens syntes av proteiner, cellmembran mm Energi och råvaror finns i våra födoämnen Juli 09: Håkan har en fin bild om detta i kolhydratföreläsningen 09, kanske bra att upprepa bilden?? Rörelse: muskelkontraktioner, skelett, hjärta, glatt muskel, skelettmuskel är nästan hälften av kroppens massa, därför är den en stor energiförbrukare Transport jonpumpar kräver energi Syntes: muskler, bindväv, brosk, ben, immunsystem, enzym mm

Hjärnan behöver också energi! 20 % av kroppens O2-förbrukning Inga lager Fria fettsyror passererar inte blod-hjärnbarriären Glukos till hjärnan är kroppens högsta prioritet

Var kommer energin ifrån? Rita energidiagram! Ex på energidiagram för cellmetabolism finns på Access Excellence, energiutvinning i små steg mha molekyler som bär med sig energin. Aktiveringsenergin för varje steg fås från kroppsvärmen.

Energirika molekyler ATP Elektronbärare ger energi till OBS! Fyll i negativa laddningar! Energirika bindningar ATP ger energi till andra molekyler via kopplade reaktioner Se tab. 21.1 i McMurry och läs om denna fantastiska molekyl i kap. 21.5. Vi förbrukar ca 40 kg ATP/dag! Energin från solljuset lagras som kemisk energi i bindningar i energirika molekyler. Rita ut alla negativa laddningar! ATP bildas i sista steget i ETC. Används som växelvaluta, Ger energi till andra molekyler som skall utföra syntesarbete via kopplad reaktion, fosforylering. Ni kommer att upptäcka många sådana reaktioner när ni går igenom stegen i varje metabolism. Holum s. 709: Vid vila förbrukar vi ca 40 kg ATP per dag! Men i lager har vi aldrig mer än 50 g! Varför är fosforsyraanhydridbindning energirik? http://www.zampbioworld.org/material/biochemistry/biochem052.php När ni jobbar med uppgifterna: Håll koll på NÄR/VAR BILDAS ENERGIRIKA FÖRENINGAR? Elektronbärare

Ett sätt att se på metabolism…. …ämnesomsättning …energiomsättning http://www.chemistry.wustl.edu/~courses/genchem/LabTutorials/Cytochromes/cytochromes.htm http://www.chemistry.wustl.edu/~courses/genchem/LabTutorials/Cytochromes/cytochromes.htm

….eller metabolismen lite mer i detalj! Katabolism =…………… Anabolism =……………... Metabolismen mera i detalj…

Metabolismen på vår nivå http://www.frozencrocus.com/metabolismoverview.html

Metabolismen på vår nivå Detaljstudera 1 metabolism Fundera på för varje reaktion: VAR? (celltyp, cellorganell) HUR? VARFÖR? (ge energi, lagra energi, syntes) NÄR? (reglering, hormonstyrt, enzymer) Förhoppningsvis efter redovisning: ha en känsla för hur de hänger ihop Visa OH på det schema de får ut vid tentan. Hur? Bör känna igen reaktionstyp, dehydrogenering, hydrolys etc Hur de hänger ihop, jag har redan antytt för laktosfig. Att det finns samband mellan kolhydrat, lipid och proteiner Ser kanske konstigt ut på metabolismschemat, först så bryter man ner glukos/fetter, sen bildar man nya??? Som alltid är kroppen genial, slösar ej på energi och råvaror. Finns ett sinnrikt system som gör att när man har gott om energi så lagras en del för sämre tider.

Digestionskanalen LEVERN Munnen Magsäcken Tunntarmen Pancreas Gallblåsan Tunntarmen: absorbtion av mindre molekyler. Stor yta pga villí. Ytan på tunntarmen, ca 4-5 m kan täcka en hel tennisplan! Visa OH på villi Levern viktig! Uppgifter: Se fig. 24-1 i Martini

Vad händer med maten? Kolhydrater se fig. 8.8

Efter en måltid Glömt erytrocyter, kan bara använda glukos, anaerob nedbrytning till laktat, har inga mitokondrier. De flesta celler kräver insulin för att kunna ta upp glukos genom cellmembranet. Tveksam till bilden. Eftersom kroppen måste vara sparsam med glukos så att i första hand prioritera att hjärnan och erytrocyter glukos för sitt energibehov använder resten av kroppens celler i första hand fett som energikälla i vila. Vid ansträngning får man snabbare energi av kolhydrat. Varför??? Kanske får se vid redovisningen! Upp till 3 x snabbare energi från kolhydrat än från fett Då kan vi se vad som händer med fettet i maten.

Reglering av blodsocker http://www.bio.davidson.edu/Courses/Molbio/MolStudents/spring2005/Dresser/My%20favorite%20Protein.html Finns bättre bild på svenska i eftermiddagsgruppen Kolhydraters presentation 2010. http://www.bio.davidson.edu/Courses/Molbio/MolStudents/spring2005/Dresser/My%20favorite%20Protein.html

Vad händer med maten? Lipider se fig. 8.9 90 % av alla lipider i födan är triglycerider TG Kolesterol finns bara i animaliska produkter Ej essentiell, kroppen kan tillverka eget kolesterol Fosfolipider finns i t ex äggula (lecitin) och jordnötter, ej essentiellt Varför behöver vi lipider? Visa även OH (studenterna har bild) på fett från magsäck till muskelcell Varför behöver vi lipider? 1) Energi 2) få essentiella fettsyror behövs för att bygga fosfolipider till cellmembran 3) för att absorbera fettlösliga vitaminer, ADEK

”Ont kolesterol” eller ”gott kolesterol”? Varför behöver vi kolesterol? Kolesterolsyntes Utgångsmaterial? Viktigt att kunna reglera syntes av kolesterol. Hur sker det? Aug 2010: till nästa gång, lägg till en bild om kolesterol och betona i instruktioner/frågor att studenterna skall förklara skillnad på gott och ont kolesterol, ha med någon fråga om receptorer för HDL, se Holum. OBS! Steroidskelettet Kolesterol; syntes och reglering

Vad händer med maten? Protein se fig. 8.10 Används i första hand inte för energiproduktion Lagras inte, Aminosyrapool för syntes av protein konstant utbyte: lever-blod-vävnader I levern tillverkas icke-essentiella aminosyror

Proteinsyntes I alla celler tillverkas proteiner som cellen behöver enl ”recept” i generna Cellerna lagrar inte aminosyror för kommande behov Transaminering Flyttar en aminogrupp från en ”onödig” aminosyra till en ketosyra, får en ny aminosyra som det finns behov av just då Ex. glutamat/-ketoglutarat (en citratcykelintermediär) OBS! glutamat är glutaminsyrans anjon -ketoglutarat viktig visa på TCA

Nedbrytning av protein Varje dag bryts ca 500 g protein ned Oxidativ deaminering i levern Bildad NH3 är toxisk, måste omvandlas till urea 80% av all NH3 utsöndras som urea

Glykoneogenes Nybildning av glukos från icke-kolhydrat Utgångsmaterial? När sker glukoneogenes? Det skall kolhydratgruppen redovisa augusti 09: Nästa gång bör ha en bild av Coricykeln, eg. som nästa bild men visa vad som händer med det laktat som bildas i muskeln. Se fig. 26.2 i Holum! AUG 10: vid redovisningen hade ena kolhydratgruppen en bra bild.

Glukos från aminosyror http://themedicalbiochemistrypage.org/nitrogen-metabolism.html http://themedicalbiochemistrypage.org/nitrogen-metabolism.html

Redovisning 1 Proteingrupp 1 Kolhydratgrupp 1 Lipidgrupp                                                                                                                                                                                                                                                                                          Redovisning 1 Proteingrupp 1 Kolhydratgrupp 1 Lipidgrupp Förhoppningsvis kan vi få en uppfattning om likheter och skillnader samt en bild av hur de olika metabolismerna samverkar Alla studenter skall kunna Citronsyracykeln och Elektrontransportkedjan

Hur används molekylerna för energiproduktion och syntes? Viktigast att förstå syftet med de olika vägarna Känna till irreversibla/reglerande steg Förstå regleringen av de olika vägarna Enzymer i intermediärmetabolismen kräver co-enzymer, som oftast är vitaminderivat Rita schematiskt eller visa OH fig. 8.10

Tips! Biblioteket har mycket relevanta biokemiböcker T ex: Baynes, Medical Biochemistry Jag har tillgång till bilder från boken

Fettsyra- metabolism http://guweb2.gonzaga.edu/faculty/cronk/chemistry/CHEM445/lectures.cfm?L=19

Till nästa gång Ser man bara på metaboliska schemat verkar det onödigt att göra glukos. ***Aminosyror jag ju omvandlas til pyruvat+ intermediärer i citratcykeln. Då skulle de väl kunna gå vidare direkt till elektrontransportkedjan? Nej, enzymerna för reaktionerna (transaminering, direkt deaminering, oxidativ deaminering och dekarboxylering) som krävs för att omvandla aminosyror till pyruvat/intermediärer finns bara i levern TROR JAG s. 767 längst ner: katabolisering av aminosyror……..most of this is done in the liver. Alltså levern omvandlar aminosyror, gör glukos och skickar iväg den dit den behövs. Står eg inget om i boken, gör någon fråga till grupparbetet!

Nästa gång: gör nya frågor; för varje process fråga; vad är syftet med Denna process? T ex transaminering