Přeměna pyruvátu na acetyl-CoA
Kde v buňce se nachází pyruvát-dehydrogenasový komplex u eukaryot?
Nachází se v mitochondriální matrix.
Která šesti-uhlíkatá látka vzniká v prvním kroku Krebsova cyklu (kondenzační reakce)?
Vzniká citrát (kyselina citronová).
Aby byl Krebsův cyklus skutečně cyklem, musí se látka, která na začátku reaguje s Acetyl-CoA, na konci opět obnovit. Jak se tato čtyřuhlíkatá "startovací" kyselina jmenuje?
Oxalacetát (kyselina oxaloctová).
Na které membráně mitochondrie se nacházejí komplexy dýchacího řetězce?
Na vnitřní mitochondriální membráně.
Jaké jsou tři hlavní produkty reakce katalyzované PDH komplexem? Uveďte energeticky bohatou sloučeninu, redukovaný koenzym a odpadní plyn.
Acetyl-CoA (energeticky bohatá sloučenina), NADH + H⁺ (redukovaný koenzym) a CO₂ (odpadní plyn).
Co za další produkty vzniká kromě meziproduktů KC během Krebsova cyklu (tedy při oxidaci jednoho Acetyl-CoA)?
redukované koenzymy (NADH a FADH2, popř. CQ2), GTP, CO2
Jsou všechny enzymy KC volně rozpuštěny v mitochondriální matrix?
Ne, enzym přeměňující sukcinát na fumarát a zároveň komplex II DŘ je zapuštěný do mitochondriální membrány. (Sukcinátdehydrogenasa)
Jaká je role molekulárního kyslíku (O₂) na samém konci dýchacího řetězce?
Kyslík je terminální akceptor elektronů. Po jejich přijetí (spolu s protony z matrix) vzniká voda (H₂O).
Jak se odborně nazývá typ chemické reakce, kterou provádí PDH komplex, jestliže při ní dochází k odstranění karboxylové skupiny a zároveň k oxidaci substrátu?
Oxidační dekarboxylace.
V druhém kroku cyklu se citrát mění na isocitrát přes meziprodukt cis-akonitát. Jaký typ reakcí (ve dvou fázích) zde probíhá, aby se přesunula -OH skupina na jiný uhlík?
Dehydratace (odštěpení vody) následovaná rehydratací (přidání vody).
Při přeměně sukcinátu na fumarát dochází k dehydrogenaci. Jaký typ chemické vazby vzniká mezi uhlíky ve fumarátu?
Vzniká dvojná vazba (trans-izomer).
V dýchacím řetězci existují dva mobilní přenašeče elektronů, které pendlují mezi velkými proteinovými komplexy. Jak se jmenují?
Ubichinon (Koenzym Q) – přenáší elektrony mezi komplexy I/II a komplexem III. Cytochrom c – přenáší elektrony mezi komplexem III a komplexem IV.
PDH komplex vyžaduje pro svou funkci 5 různých koenzymů. Tři z nich jsou pevně vázány na enzymy (prostetické skupiny) a dva přicházejí "zvenčí" jako substráty. Které dva koenzymy vstupují do reakce volně a odnášejí produkty pryč?
Koenzym A (CoA-SH) a NAD⁺. (Zbylé tři vázané jsou TPP, lipoát a FAD).
Pokud vezmeme v úvahu kompletní oxidaci 1 molekuly glukosy, kolikrát celkem proběhne Krebsův cyklus a kolik molekul CO₂ se v samotném Krebsově cyklu (bez PDH a glykolýzy) uvolní?
Cyklus proběhne 2x (z 1 glukosy jsou 2 pyruváty a 2 Acetyl-CoA). V samotném cyklu se uvolní celkem 4 molekuly CO₂ (2 na každou otočku).
Krebsův cyklus má tři klíčové nevratné kroky, které slouží jako hlavní regulační body. Zkuste přijít na to, které dva typy reakcí by to mohly být.
Kondenzace (za vzniku citrátu) a dekarboxylace (vznik 2-oxoglutarátu a sukcinyluCoA).
NADH vstupuje do dýchacího řetězce u Komplexu I, zatímco FADH₂ (např. ze sukcinátu) vstupuje až u Komplexu II. Jaký to má dopad na množství vyrobeného ATP?
Protože FADH₂ obchází Komplex I (který je protonovou pumpou), vznikne menší protonový gradient, a proto se vyrobí méně ATP (cca 1,5 ATP na FADH₂ oproti 2,5 ATP na NADH).
Během katalytického cyklu PDH komplexu dochází k přenosu acylové skupiny. Na jaký atom (síra/dusík/kyslík) je acylová skupina dočasně navázána těsně předtím, než je přenesena na koenzym A za vzniku výsledného Acetyl-CoA?
Na atom síry v molekule lipoátu (kyseliny lipoové / lipoamidu).
Ve kterém konkrétním kroku Krebsova cyklu dochází k jediné substrátové fosforylaci (přímý vznik GTP/ATP)? Uveď název výchozího substrátu a produktu této reakce.
Přeměna sukcinyl-CoA na sukcinát. (Enzym se jmenuje sukcinyl-CoA-syntetáza.)
Uveďte alespoň 2 příklady využití meziproduktů Krebsova cyklu.
Např. citrát - syntéza MK; 2-oxoglutarát - transaminace na glutamát, puriny; sukcinylCoA - syntéza hemu; oxalacetát - glukoneogeneze, transaminace na Asp, pyrimidiny
ATP-syntáza využívá k syntéze ATP tzv. proton-motivní sílu. Ze kterých dvou složek se tato síla skládá?
Z rozdílu koncentrace protonů/pH (chemický gradient) a z rozdílu elektrického potenciálu na membráně (membránový potenciál).