1
Ó Biochemický ústav LF MU 2016 (E.T.)
Buněčný metabolismus

2
Metabolismus (látková přeměna)
Živý organismus vyžaduje neustálý přísun  energie a tvorbu a obnovu stavebního materiálu.
Metabolismus - pochody, při kterých živý organismus využívá a produkuje energii.
Souhrn všech reakcí, probíhajících v organismu.

3
Úloha metabolismu
• zajištění energie (děje katabolické)
• syntéza molekul (děje anabolické)
• oba typy dějů jsou na sobě závislé

4
•trvale přijímají živiny s vysokou entalpií (= energií)                     a nízkou entropií (=
složitá a uspořádaná struktura)
•živiny přeměňují na odpadní produkty s nízkou enthalpií a vysokou entropií (= jednoduché
struktury)
•Gibbsova energie uvolněná při těchto procesech udržuje v běhu biochemické pochody a zajišťuje
vysoce organizovanou buněčnou strukturu
•část energie se přemění na využitelnou formu, část na teplo
Organismy jako otevřené systémy

5
Děje
exergonické                           endergonické
Endergonické reakce mohou probíhat jen ve spřažení s reakcemi exergonickými
Přenos energie z jednoho procesu k jinému probíhá pomocí energeticky bohatých molekul.
Nejčastěji je využito ATP.
Při  spřažení dochází k přenosu fosforylové skupiny -PO32- na jiné látky

6
-PO32- je pomocí enzymu kinasy přenášen z ATP na glukosu.
Principy spřažení
DGo´  = +13,8 kJ/mol
DGo´  = -30,5 kJ/mol
Příklad 1:
Tvorba glukosa-6-fosfátu
glukosa + Pi ® glukosa-6-P + H2O
DGo´ = - 16,7 kJ/mol
glukosa + ATP ® glukosa -6-P + ADP
ATP + H2O  ®  ADP  +  Pi

7
Pojem „vysokoenergetická sloučenina“
(též „energeticky bohatá sloučenina“
„makroergní sloučenina“ )
Sloučenina, která hydrolytickým štěpením své vazby poskytne přibližně stejnou nebo větší energii
než je
DG0´pro hydrolýzu ATP
Nejčastěji se jedná o funkční deriváty kys. fosforečné

8
Vysokoenergetické fosfátové sloučeniny
obsahují zbytek kys. fosforečné navázaný nejčastěji:
Øanhydridovou,
Øamidovou,
Øenolesterovou vazbou.
(estery kys.fosforečné nejsou makroergní sloučeniny)

9
Universální fosfátová vysokoenergetická sloučenina je ATP
Poskytuje energii v reakcích:
ATP + H2O  ®  ADP  +  Pi                                  D G0´ = -30,5 kJ/mol
ATP + H2O  ® AMP   + PPi           D G0´ = -32,0 kJ/mol
reakce musí být enzymově katalyzované
Obdobně poskytují energii i GTP, UTP a CTP

10
ATP v buňkách
•Životnost ATP v buňce cca 2 min
•Musí být stále doplňováno
•Okamžitý obsah ATP v těle je asi 100 g, denně je však produkováno 60-70 kg
•Adenylátkinasa udržuje rovnováhu mezi ATP, ADP a AMP
• ATP + AMP        2 ADP
•Ve zdravé buňce poměr [ATP]/[ADP] = 5-200
•
•
•Energetický náboj buňky:
•
•jakmile klesne k nule, buňka zaniká
•
•
•
•