sinteza și degradarea moleculelor specializate ( hormoni, amine biogene, etc.)

biosinteza biopolimerilor ( proteine , polizaharide , lipide , acizi nucleici )

transformarea nutrienților în precursorii macromoleculelor celulare

producția de energie chimică în catabolism

producția de energie chimică cu ajutorul luminii solare

înlătură gradientul de protoni dintre spațiul intermembranar și matricea mitocondrială

inhibă complexele lanțului respirator

cresc activitatea ATP - sintazei

cresc permeabilitatea membranei interne mitocondriale pentru electroni

sunt substanțe liposolubile

acțiunea analogilor structurali ai vitaminelor (antivitaminele)

dereglările absorbției vitaminelor din tractul gastro-intestinal

carența de glucide în alimentație

excesul de proteine în alimentație

obezitatea

defectele eridare ale enzimelor implicate în transformările vitaminelor

carența de vitamine în alimentație

carența de glucide în alimentație

obezitatea

excesul de proteine în alimentație

intră în componența coenzimelor

hormonală

rol de interacțiune intercelulară

imunologică

contractilă

intră în componența coenzimelor

antioxidantă

energetică

imunologică

contractilă

pot fi liniare, ciclice, ramificate

toate constau doar din reacţii ireversibile

pot conţine atât reacţii reversibile, cât şi reacţii ireversibile

toate reacţiile unei căi metabolice sunt catalizate de o singură enzimă

fiecare reacţie a unei căi metabolice este catalizată de o enzimă distinctă

reprezintă sinteza substanţelor compuse din cele simple

necesită energie

decurge preponderent în mitocondrii şi lizozomi

nu necesită enzime

nu este supus reglării

organismele vii sunt sisteme termodinamice inchise

energia liberă (∆G) este energia care nu poate fi utilizată pentru efectuarea lucrului

entropia (∆S) este gradul de dezordine a unui sistem termodinamic

energia legată (T∆S) este energia care poate fi utilizată pentru efectuarea lucrului

∆E = ∆G + T∆S

coincid ca direcţie

posedă reacţii şi enzime comune

sunt identice

ca regulă, sunt localizate în diferite compartimente celulare

ciclul Krebs este faza amfibolică a metabolismului

glucozo-1-fosfat

pirofosfat

fosfoenolpiruvat

acetil-CoA

UDP-galactoza

reprezintă scindarea substanţelor compuse la substanţe simple

necesită energie

are loc atât extracelular, cât şi intracelular

nu necesită enzime

nu este supus reglării

este calea finală comună a oxidării compuşilor organici

furnizează substanţe intermediare pentru anabolism

în ciclul Krebs acetil-CoA se oxidează până la 2 molecule de CO2

funcţionează în condiţii anaerobe

în reacţiile ciclului Krebs participă nemijlocit O2

catalizează prima reacţie a ciclului ornitinic

este din clasa ligazelor

este enzimă alosterică

este activată de citrat, succinil-CoA, ATP, NADH

este inhibată de acizii graşi

este activat de Ca2+

este activat de ATP

este inhibat de NADH, succinil-CoA

în calitate de coenzime utilizează derivaţii vitaminelor: B1, B2, PP, HS-CoA, acidul lipoic

în calitate de coenzime utilizează derivaţii vitaminelor: biotina, B6, B12, acidul folic

este localizat în citozol

include enzimele: E1 - piruvat dehidrogenaza, E2 - dihidrolipoil acetiltransferaza, E3 -
dihidrolipoil dehidrogenaza

coenzimele sunt tiaminpirofosfatul, acidul lipoic, FAD, NAD+ , HS-CoA

coenzimele enumerate sunt derivaţi ai vitaminelor: H, B6, B12, acidul folic

catalizează carboxilarea piruvatului cu formarea oxaloacetatului

catalizează reacţia de decarboxilare oxidativă a piruvatului

decarboxilarea piruvatului este un proces reversibil

activează în mitocondrii

conţine 2 coenzime

toate coenzimele sunt legate covalent cu enzimele

creatin fosfat

glucozo-6-fosfat

AMP

GMP

fosfoenolpiruvat

este un sistem necoordonat de transformări ale substanţelor şi energiei

este un sistem coordonat de transformări enzimatice ale substanţelor şi energiei

aprovizionează celulele cu energie chimică

constă din două faze – catabolism şi anabolism

nu necesită energie

reprezintă totalitatea proceselor de oxido-reducere ce decurg în organismele vii

începe prin dehidrogenarea substraturilor

are loc prin transferul H direct pe O2 cu formarea apei

enzime sunt dehidrogenazele NAD+- şi FAD-dependente

enzime sunt oxidazele FAD- şi FMN-dependente

anabolismul reprezintă sinteza substanţelor compuse din cele simple

anabolismul este însoţit de degajare de energie

energia obţinută în anabolism este utilizată în catabolism

catabolismul necesită energie

catabolismul constituie faza degradării substanţelor compuse în simple

E1 a complexului PDH este reglată prin fosforilaredefosforilare

fosforilarea PDH (E1) conduce la inhibarea ei

fosforilarea E1 este stimulată de raportul înalt ATP/ADP, NADH/NAD+

fosforilarea E1 este catalizată de fosfataza piruvat dehidrogenazei

modificarea covalentă este unicul mod de reglare a enzimelor complexului PDH

viteza ciclului este diminuată de concentraţia înaltă a ATPlui

complexul alfa-cetoglutarat dehidrogenaza este inhibat de succinil-CoA

sarcina energetică mică inhibă activitatea ciclului

ADP-ul inhibă izocitrat dehidrogenaza

NADH inhibă izocitrat dehidrogenaza şi complexul alfacetoglutarat dehidrogenaza

căile catabolice şi anabolice au reacţii commune

viteza proceselor metabolice este reglată de enzimele ce catalizează reacţii comune ale anabolismului şi catabolismului

procesele metabolice se reglează la nivelul reacţiilor reversibile

ca regulă, inhibitorii proceselor catabolice sunt activatori ai proceselor anabolice

hormonii nu participă la reglarea proceselor metabolice

decarboxilarea oxidativă a CH3COOH

decarboxilarea oxidativă a CH3COCH2COOH

dehidrogenarea şi decarboxilarea CH3COCOOH

formarea NADPH pentru sintezele reductive

formarea NADH pentru lanţul respirator

piridoxal fosfat

tiamin pirofosfat

acidul lipoic

acidul tetrahidrofolic

NAD+

biotina

HS-CoA

acidul ascorbic

CoQ

FAD

piridoxal fosfat

tiamin pirofosfat

acidul lipoic

acidul tetrahidrofolic

NAD+

biotina

HS-CoA

acidul ascorbic

CoQ

FAD

succinat DH

glutamat DH

gliceraldehid-3-fosfat DH

glicerol-3-fosfat DH

acil-CoA-DH

succinat DH

glutamat DH

izocitrat DH

alcool DH

acil-CoA-DH

lactat DH

malat-DH

acil-CoA DH

beta-hidroxibutirat DH

succinat DH

citrat sintaza

aconitaza

izocitrat dehidrogenaza

complexul enzimatic alfa-cetoglutarat dehidrogenaza

malat dehidrogenaza

acetil-CoA + oxaloacetat + H2O → citrat + HSCoA

glutamat + H2O + NAD+ ↔ alfa-cetoglutarat + NADH+H+ + NH3

aspartat + alfa-cetoglutarat ↔ oxaloacetat + glutamat

fosfoenolpiruvat + CO2 + GDP → oxaloacetat + GTP

piruvat + CO2 + ATP → oxaloacetat + ADP + H3PO4

ATP + H2O → ADP + H3PO4; -7,3 kcal/mol

ATP + H2O → ADP + H3PO4; -14,6 kcal/mol

ATP + H2O → AMP + H4P2O7; -7,3 kcal/mol

ATP + H2O → AMP + H4P2O7; -14,6 kcal/mol

H4P2O7 + H2O → 2 H3PO4; -7,3 kcal/mol

acidul folic

acidul pantotenic

acidul lipoic

acidul ascorbic

riboflavina

vitamina PP

tiamina

tiamina

biotina

vitamina PP

vitamina B6

vitamina B12

acidul pantotenic

acidul lipoic

riboflavina

acidul ascorbic

este o enzimă a ciclului Krebs

este o enzimă NAD+-dependentă

este inhibată de NADH

este inhibată de malonat

este inhibată de fumarat

este localizată în membrana internă mitocondrială

este alcătuită din factorii F0 şi F1

] factorul F1 reprezintă subunitatea catalitică a enzimei

este enzimă responsabilă de fosforilarea la nivel de substrat

este enzimă responsabilă de fosforilarea oxidativă

este inhibată de oligomicină

inhibarea ATP-sintazei micşorează atât sinteza ATP-lui, cât şi transferul
de electroni prin lanţul respirator

inhibarea ATP-sintazei nu influenţează transferul de electroni prin lanţul
respirator

reprezintă hemoproteine

participă la transferul H+ şi ē în lanţul respirator

funcţionarea citocromilor implică transformarea: Fe2+ ↔ Fe3+

transferă H+ şi ē pe ubichinonă

un citocrom poate transfera 2 ē

îndeplineşte funcţia de colector de H+ şi ē de la dehidrogenazele NAD+-dependente

îndeplineşte funcţia de colector de H+ şi ē de la dehidrogenazele FADdependente

conţine FMN

conţine proteine cu fier şi sulf (FeS)

conţine FAD

transferă H+ şi ē în lanţul respirator doar de pe succinat

conţine flavoproteine specializate pentru introducerea H+ şi ē în lanţul respirator şi de pe alte substraturi (acil-CoA,glicerol-3-fosfat)

conţine NAD+

conţine citocromii a şi a3

conţine proteine cu fier şi sulf (FeS)

colectează H+ şi ē de la complexul I (NADH-CoQ reductaza)

colectează H+ şi ē de la complexul II (succinat-CoQ reductaza)

conţine citocromii b şi c1

conţine citocromii a şi a3

conţine proteine cu fier şi sulf (FeS)

transferă 4ē de la citocromii c la oxigenul molecular cu formarea a 2O2-

O2 - interacţionează cu protonii, formând apa

conţine citocromii b şi c1

conţine citocromii a şi a3

conţine ioni de cupru

este un proces adaptiv la frig

este un proces fiziologic la nou-născuţi, la animalele în hibernare

este prezentă în hipotiroidie

predomină în ţesutul adipos alb

se caracterizează prin sinteza sporită de ATP

reprezintă sinteza ATP-lui din ADP şi H3PO4 cuplată la lanţul respirator (LR)

reprezintă sinteza ATP-lui din AMP şi H4P2O7 cuplată la LR

în LR sunt trei puncte de fosforilare

pentru sinteza unei molecule de ATP diferenţa de potenţial trebuie să fie ≥ 0,224V

toată energia eliberată la transferul electronilor în LR este utilizată
pentru sinteza ATP-lui

complexul I al LR este inhibat de rotenonă

complexul III al LR este inhibat de antimicina A

citocromoxidaza este inhibată de cianuri, CO

inhibiţia LR nu influenţează sinteza ATP-lui

transferul de electroni în LR este inhibat de acizii graşi

este localizat în membrana externă mitocondrială

este un proces reversibil

este alcătuit din enzime şi sisteme de oxido-reducere

transferă H+ şi ē de pe coenzimele reduse pe O2

produsul final al LR este H2O2

în rezultatul transferului de ē în lanţul respirator (LR) se formează un compus intermediar macroergic

ē servesc modulatori alosterici pozitivi pentru ATP-sintază

transferul de ē în LR generează gradient de protoni între suprafeţele membranei interne mitocondriale

suprafaţa internă a membranei interne mitocondriale se încarcă negativ, iar suprafaţa externă - pozitiv

membrana internă mitocondrială este permeabilă pentru protoni

transferul de ē în LR este însoţit de transport de ē din matricea mitocondrială în spaţiul intermembranar

H+ revin în mitocondrii prin factorul F0 al ATP-sintazei

H+ trec liber prin membrana internă mitocondrială

fluxul de H+ este forţa motrice ce determină sinteza ATP-lui

sinteza ATP-lui nu depinde de gradientul de protoni

are loc în mitocondrie

are loc în reticulul endoplasmatic

constă în hidroxilarea unor compuşi chimici

este catalizată de monooxigenaze

are rol de sinteza a ATP-lui

reacţia sumară a procesului este: AH + BH2 + O2 → AOH + B + H2O

reacţia sumară a procesului este: AH2 + O2 → A + H2O2

lanţul microzomial de oxidare conţine NADPH, citocromul P450 ,flavoproteine

este utilizată pentru inactivarea xenobioticelor

este utilizată pentru biosinteza hormonilor steroidici

este o forţă motrice ce determină capacitatea sistemului-redox de a adiţiona şi a ceda ē

cu cât valoarea Eo este mai electronegativă, cu atât este mai înaltă capacitatea sistemului-redox de a adiţiona ē

cu cât valoarea Eo este mai electropozitivă, cu atât este mai înaltă capacitatea sistemului-redox de a ceda ē

în lanţul respirator sistemele-redox sunt aranjate în ordinea descreşterii Eo

în lanţul respirator sistemele-redox sunt aranjate în ordinea creşterii Eo

H2O2

H2O

2 molecule de ATP (la transferul a 2ē şi 2H+ prin intermediul complexului succinat-CoQ reductaza)

3 molecule de ATP (la transferul a 2ē şi 2H+ prin intermediul complexului NADH-CoQ reductaza)

3 molecule de ATP (la transferul a 2ē şi 2H+ prin intermediul complexului CoQH2-citocrom c reductaza)

rotenona

oligomicina

2,4-dinitrofenolul

monooxidul de carbon

acizii graşi

decarboxilarea oxidativă a piruvatului

beta-oxidarea acizilor graşi

lanţul respirator

glicoliza anaerobă

biosinteza ADN-lui mitocondrial

este un mecanism de transfer al H+ şi ē de la NADH din mitocondrie în citozol

în citozol are loc reacţia: dihidroxiaceton-fosfat + NADH+H+ ↔ glicerol-3-fosfat + NAD+

glicerol-3-fosfatul străbate membrana internă mitocondrială

în matricea mitocondrială are loc reacţia: glicerol-3-fosfat + NAD+ ↔ dihidroxiaceton-fosfat + NADH+H+

în matricea mitocondrială are loc reacţia: glicerol-3-fosfat + FAD ↔ dihidroxiaceton-fosfat + FADH2

unele sisteme de oxido-reducere ale LR transferă şi H+ şi ē, altele doar ē

.

H+ şi ē de la NADH sunt transportaţi prin membrana internă mitocondrială de sistema-navetă malataspartat

H+ şi ē de la NADH sunt transportaţi prin membrana internă mitocondrială de sistema-navetă glicerol-fosfat

aproximativ 40% ∆G este utilizată pentru sinteza ATP-lui

aproximativ 60% ∆G este utilizată pentru termogeneză