اهداف متابولیسم:
•بدست آوردن انرژی شیمیایی توسط گرفتن انرژی خورشید یا تجزیه مواد مغذی پرانرژی از محیط
•تبدیل مولکولهای مواد مغذی به مولکولهایی که خاص سلول هستند شامل مواد پیش ساز و ماکرومولکولها
•پلیمریزاسیون مواد پیش ساز مونومری به ماکرومولکولها (پروتئینها، اسیدهای هسته‌ای و پلی‌ساکاریدها)
•سنتز و تجزیه مولکولهای زیستی مورد نیاز برای عملکردهای خاص سلولی، مانند لیپیدهای غشایی، پیغام رسانهای داخل سلولی و رنگدانه‌ها.
گردش دی‌اکسید کربن و اکسیژن بین حوزه‌های اتوتروفیک/فتوسنتزی و هتروتروفیک
گردش ازت در زیست کره
تعریف متابولیسم:
•متابولیسم کل مجموعه تبدیلات شیمیایی است که از طریق مسیرهای متابولیکی در یک سلول یا موجود رخ می دهد
•مسیرهای متابولیکی سلسله واکنشهای کاتالیز شده توسط آنزیم هستند که در هر یک از این واکنشها تغییر بخصوص و کوچکی مانند حذف، اضافه شدن یا انتقال یک اتم یا گروه عاملی رخ می‌دهد.
•به ترکیبات واسطه‌ای و محصولات در مسیرهای متابولیکی متابولیت گفته می‌شود.
•تعریف کاتابولسیم:
•کاتابولسیم مرحله تجزیه‌ای در متابولیسم است که در آن مولکولهای مغذی آلی (کربوهیدراتها، چربی‌ها و پروتئینها) به محصولات نهایی کوچکتر و ساده‌تر مانند اسید لاکتیک، دی‌اکسید کربن و آمونیاک تبدیل می‌شوند.
•مسیرهای کاتابولیکی منجر به آزادسازی انرژی می شوند. قسمتی از این انرژی به شکل ATP و حاملهای الکترون احیاء شده (NADH, NADPH, FADH2) نگهداری می شود و بقیه بصورت حرارت از دست می رود.
تعریف آنابولیسم:
•در آنابولیسم (یا بیوسنتز) مواد پیش ساز کوچک و ساده به مولکولهای پیچیده‌تر و بزرگتر مانند لیپیدها، پلی ساکاریدها، پروتئینها و اسیدهای هسته ای تبدیل می‌شوند.
•واکنشهای آنابولیکی نیاز به انرژی دارند. این انرژی معمولا به شکل پتانسیل انتقال گروه فسفریل در ATP و قدرت احیاء کنندگی NADH، NADPHو FADH2 است.
رابطه انرژی بین مسیرهای کاتابولیکی و آنابولیکی
فرمهای مسیرهای متابولیکی:
•خطی
–تبدیل یک ماده اولیه به یک محصول متابولیکی
•شاخه‌دار
–تبدیل یک ماده اولیه به چند محصول متابولیکی
–تبدیل چند ماده اولیه به یک محصول متابولیکی
•چرخه‌ای
–یک جزء آغازگر مسیر توسط یک سری واکنش که یک جزء آغازگر دیگر را به محصول تبدیل می‌کند مجددا تولید می شود.
•همگرا (مسیرهای کاتابولیکی)
•واگرا (مسیرهای آنابولیکی)
اکثر سلولها حاوی آنزیمهایی برای هم بیوسنتز و هم تجزیه مولکولهای زیستی مهم (مثلا اسیدهای چرب) هستند.
سوال این است که چطور یک سلول جلوی تولید و تجزیه همزمان مولکولهای زیستی مهم را می‌گیرد؟
جواب:
•زمانیکه یک مسیر فعال است مسیر دیگر بازداشته می شود
•چطور؟
–حداقل یک آنزیم در مسیر بیوسنتز و تجزیه با هم متفاوت است.
–واکنش از نظر ترمودینامیکی به یک سمت تمایل خیلی بیشتری دارد.
–مسیرهای کاتابولیکی و آنابولیکی در بخشهای مختلف سلول انجام می‌گیرند. مثلا کاتابولیسم اسیدهای چرب در میتوکندری انجام می شود در حالیکه سنتز اسیدهای چرب در cytosol رخ می‌دهد. در نتیجه غلظت مواد واسطه ای، انزیمها و تنظیم کنندها می‌تواند متفاوت باشد.
روشهای تنظیم متابولیسم:
•توسط تنظیم غلظت سوبسترا
•توسط تنظیم فعالیت یا تولید آنزیم از طریق ترکیبات واسطه‌ای متابولیسم یا کوآنزیم‌ها مثل اسیدهای آمینه یا ATP
انواع واکنشها در متابولیسم:
1.Oxidation-reduction reactions
2.Reactions that make or break carbon-carbon bonds
3.Internal rearrangements, isomerizations and eliminations
4.Group transfer reactions
5.Free radical reactions
شامل 54 اسلاید powerpoint
دانلود پاورپوینت مقدمه ای بر بیوشیمی - متابولیسم
