Citrátový cyklus. Syntéza hernu
Cilrátový cyklus - struktura a triviální/systematické názvy intermediátů, enzymy a kofaktory, látková bilance, smysl a jeho postavení v metabolismu, regulace, anabolické a
kr^-  anaplerotické reakce. Oxidační dckarboxylace. I lem - struktura, biosyntéza.
Průběh citi"árového cyklu
aeetyl-CoA
1. Doplňte strukturní vzorce všech intermediátů a názvy enzymu cilrátového cyklu.
2. Určete, o jaký typ reakce se jedná u reakcí 1—8 cilrátového cyklu.
3. Uveďte příklady vzniku acelyl-CoA v matrix mitoehondrie.
4. Zdůvodněte, proč není možná dehydrogenace citrátu.
5. Popište odlišnosti v mechanismu dckarboxylace isocilrálu a 2-oxoglularátu.
6. Která látka se chová jako kompetitivní inhibitor sukcináldehydíogenasy?
7. Které kofaktory jsou potřebné pro funkčnost cilrátového cyklu?
8. Vyjádřete rovnicí celkovou látkovou bilanci cilrátového cyklu:
acetyl-CoA + ..NAD' +
+ 2 II,0
GTP"1'
69
Oxidační dekarboxylace 2-oxogIutaiátu
2-oxoi'lutaľáldehydľOijennsový komplex
(í) 2-oxoglutaiátdehydrogenasa
® dihydíolipoamidsukcinyltiansřerasa
@ dihydrolipoaiTiidľeduktasa
9.  Popište průběh oxidační dekarboxylace 2-oxoglutarálu, doplňte chybějící čásli.
K). Kde dochází v enzymovém komplexu k oxidaci a které složky slouží jako akceptory elektronů?
11. Napišle sumární rovnici oxidační dekarboxylace 2-oxoglularátu.
12. Uveďte další příklady oxidační dekarboxylace 2-oxokysulin, s kterými jste se setkali při studiu.
13. Které kolaktoiy se účastní oxidační dekarboxylace 2-oxokyselin?
14. Deficit kterých vitaminů může narušit průběh oxidační dekarboxylace 2-oxokyselin?
'0
Regulace citrátového cyklu
pyruvát
" (:;) a d p
Další líikloiy ovlivňující aktivilu enzymu citrátového cyklu: oxalacelát inhibuje ©, snkcinyl-CoA inhibuje ®
15. Které enzymy jsou klíčové pro regulaci citrátového cyklu?
16. Které faktory ovlivňují jejich aktivitu? Které z nich působí jako allosterický modulátor (negativní, po/.ili vní), které jako zpělnovazebný leompelitivní inhibitor?
17. Čím je limitován průběh citrátového cyklu v buňce, která nemá dostatečný přísun kyslíku?
18. Co se děje s citrátem, pokud isocitrátdehydrogenasa je inhibována vysokým poměrem NADM/NAD'?
19. Fluoroacetát je silně toxická látka. Který enzym je totito sloučeninou inhibován?
20. jedním z Faktorů ovlivňujícím rychlost citrátového cykluje dostupnost jeho výchozích substrátů. Rovnováha reakce © je však silně posunuta na stranu malátu (K ta l0~*j. Na čem závisí postní rovnováhy ve prospěch oxalacetátu?
21. Jakým způsobem je metabolizován aeelyl-CoA v hepatocylech v případě, že je ho nadbytek a současné; a) buňka má dostatek ATP; b) buňka má nedostatek oxalacetátu?
71
Doplňující (anaplerotické) reakce citrátového cyklu
Val a Met
He -propionyl~CoA   •«- MK s lichým počtem C
22. Která z anaplerotických reakcí naznačených ve schématu je nej významnější?
23. Uveďte názvy enzymů, katalyzující vznik oxalaeetátu v anaplerotických reakcích.
24. Které aminokyseliny poskytují svým kaíabolismem fumarát? Které z nich jsou ncesenciální?
25. Který vitamin je potřebný při přeměně propionyl-CoA na sukcinyl-CoÁ?
Karboxylace pyruvátu pyruvátkarboxylasou
acdyl-CoA
72
26. Popište mechanismus karboxylace pyruvátu. Ve kterém buněčném kompartmenlu probíhá?
27. Který koťaktorje nezbytný pro funkci pyruvátkarboxylasy?
Redukční karboxylace pyruvátu (cytosol)
Jablečný enzym"
pyruvál + COi + NADP1I + H'     * **    L-malál + NADPH
Zpětná reakce je jedním ze zdrojů NADPI-I potřebných pro syntézu mastných kyselin
Anabolické funkce citrátového cyklu
acelyľ-CoA
oxalacefát
citrátový cyklus
citrát
2-oxoglutarát
stikcinyl~CoA
v
syntéza hcillU
	acelyl-CoA
> *	
OA	/ \
GABA
fCNS)
Gin
28. V uvedeném schématu naznačená přeměna 2-oxoglutarálu na ................. může probíhat
2 různými reakcemi. O jaký typ reakcí se jedná?
29. Jakým mechanismem se dostává citrát do cytoplasmy a jaký je jeho další osud?
30. Glutamin a sloučenina vznikající transaminací z oxalacelátu jsou využívány při syntéze základních složek nukleových kyselin? Uveďte kterých.
73
Biosyiitéza hemii
glycin
ALA-synlhasn | ^ CO,
5-nminolevulinát (ALA)
ALA
2x
MATRIX MITOCHONDR1E
CYTOPLASMA
_ _q H E M
A
Fe"
protepoifyrin IX
A
©
vznik nicthinových můstku
protoporfyrinogen IX
A
2 CO,
(g)   vznik vinylů (cykly A, B)
kopro porfyrinogen
vznik methylu r 4 CO,
porfobilinogen (PBG) 4x
'I NH,
lineami tclnipynol
spontánně
inoporfyrinogen I
A NH
H N C
N H
hl N
uroporfyiinogen 111 (doplňte subxtiitieitty)
31. Ve kterých buněčných kompartmentech a ve kterých tkáních probíhá biosyntéza hernu?
32. Jaké jsou hlavní odlišnosti ve struktuře a ve vlastnostech porfyrinogenii a porfyrinů?
33. Který enzym je klíčový v regulaci biosyntézy hernu? Které faktory ovlivňují jeho aktivitu''
34. Proč řada léků (xenobiotik) zvyšuje aktivitu ALA-synthasy?
35. Pojmenujte enzymy, které jsou potřebné pro přeměnu 4 PBG na uroporfyrinogen lil.
36. Uveďte příklady proteinů, které používají hem jako kolaklor.
74