METABOLZMA MHENDSL

METABOLZMA MHENDSLCANAY BABAOLU 620060027TUBA ZER 620060023

1 METABOLZMACanl organizmada meydana gelen kimyasal olaylarn tamamna metabolizma denir. Metabolizma reaksiyonlar 2 ekilde gerekleir: Anabolizma Katabolizma

2 METABOLZMA VE ETLER Byk MolekllerKk MolekllerKatabolizma Anabolizma Enerji Metabolizma METABOLZMA VE ETLERBir hcrede enerji gerektiren reaksiyonlara endergonik ;enerji veren reaksiyonlara ekzergonik reaksiyon denir.Anabolizma ve katabolizma reaksiyonlar basamak halinde geliir.Bu ara basamaklarda meydana gelen metabolizma olaylarna ara metabolizma denir,oluan ara rnlere de ara metabolizma maddeleri veya metabolitler denir.

4

METABOLZMA REAKSYONLARIOrganizmada ok eitli metabolizma reaksiyonlarmeydana gelir.

Bunlar 3 grup altnda toplayabiliriz:Kondenzasyon ve HidrolizFosfat tanmas Biyolojik oksidasyon

5 Kondenzasyon ve Hidrolizki molekln aralarnda bir mol su kmas ile eter,ester ve peptit balar oluturarak birlemeleri olayna kondenzasyon denir.

6

Amino asit-1 Amino asit-2 Dipeptit Kondenzasyon ve HidrolizByk molekll yaplarn daha kk molekller meydana getirebilmeleri iin su ile paralanmalarna hidroliz denir.

7

Fosfat TanmasOrganizmadaki birok molekllerin reaksiyonlara girebilmesi iin fosforlam olmas gereklidir.Organizmada molekllerin fosforik asitle direkt birlemeleri mmkn deildir.Bu grevi fosfat tayclar yklenir.Fosfat tayclar kapsadklar fosfat kalnts saysna gre 2 gruba ayrlrlar:Bir fosfat kalnts tayanlar Birden ok fosfat kalnts tayanlar

8 ATP VE ENERJATP moleklnn yapsnda adenin baz, be karbonlu riboz ekeri ve molekl fosforik asit bulunur.

9

ATP VE ENERJATP moleklnn tane fosfat grubu arasndaki iki ba olduka yksek enerji tar. Bu balara yksek enerjili fosfat balar denir .ATPden bir fosfat ayrlrsa ADP, iki fosfat ayrlrsa AMP oluur. Bir yksek enerjili fosfat bann kopmas ile hcredeki reaksiyonlarda kullanlabilecek 7300 kalorilik enerji aa kar. Aa kan kimyasal enerji ile ATP sentezlenir. 10

ATP VE ENERJOrganik molekllerden enerji elde edilirken nce karbonhidratlar sonra yalar ve en son olarak proteinler kullanlr.Proteinlerin enerji verici madde olarak kullanlmas ancak uzun sreli alk durumunda geerlidir. nk hcrenin hayal faaliyetlerini yapmas enerji retmesidir.1 gr karbonhidratn yanmasyla 4,2 kcal, 1 gr proteinin yanmasyla 4,3 kcal 1 gr yan yanmasyla da 9,5 kcallik enerji aa kar.

11 FOSFORLASYONATP sentezine fosforilasyondenir. Drt eit fosforilasyonvardr:Substrat Dzeyinde FosforilasyonOksidatif FosforilasyonFotofosforilasyonKemosentetik Fosforilasyon 12

Substrat Dzeyinde FosforilasyonHcre sitoplazmasnda O2 ve E.T.S. olmadan enzim varlnda substrattan direk ATP sentezidir.Oksijen ve elektron tama sistemi (ETS) kullanlmaz.Organik madde tamamen paralanmad iin ATP kazanc azdr. Enzimler tm canllarda var olduundan tm canllarda grlr. 13Oksidatif Fosforilasyon: Enerji verici besin maddelerinin ykmndan oluan yksek enerjili elektronlarn mitokondrilerde ETS den Oksijene iletilirken ATPnin sentezlenmesidir.14

Oksijenli solunumda grlr.

Prokaryot hcrelerde sitoplazmada, karyot hcrelerde mitokondri de gerekleir.

FotofosforilasyonIk yardmyla ADP ye fosfat balanarak ATP sentezlenmesine denir. Klorofile sahip hcrelerde, fotosentezde meydana gelir.Fotosentezin kl evresinde devirli ve devirsiz basmaklarda gerekleir.Prokaryot canllarda sitoplazmada, karyot canllarda ise ift katl zar olan kloroplastlarda gerekleir.

15

Kemosentetik Fosforilasyon Kemosentez reaksiyonlarnda aa kan enerji ile ATP sentezi yaplmasdrnorganik bileikleri oksitleyerek elde ettikleri enerji ile organik madde yani besin retirlerler. Bu olay sadece kemosentetik bakterilerde gerekleir. rnein; kkrt bakterileri, nitrit ve nitrat bakterileri. 16Elektronlarn bir atom veya moleklden bir dierine geiine redoks reaksiyonlar denir.Redoks :e-transferi

Bu reaksiyonlarda molekllerden biri elektron kaybederek oksitlenmekte (ykseltgenmekte) dieri elektron kazanarak redklenmekte(indirgenmekte)dir.

Oksidasyon:Elektron kaybRedksiyon:Elektron kazanc

BYOLOJK OKSDASYON

BYOLOJK OKSDASYONEnzim katalizli oksidasyon reaksiyonlar ile elektron vericilerden alnan elektronlar baz zel elektron tayclara(NAD+,FAD) aktarlmaktadr.Oluan indirgenmi ara rnler (NAFH,FADH2) elektronlar mitokondride solunum zincirine aktarr.Solunum zincirinde bir dizi kompleks zerinden elektronlar,en son molekler oksijene tanmaktadr.Oksijenin elektronlara olan ilgisinin,elektron tayc ara bileiklerinden daha yksek olmas,elektron transferinin ekzergonik olmasna ve aa kan enerjinin ATP sentezinde kullanlmasna yol amaktadr.

18METABOLZMA OLAYLARIMetabolizma balca temel grupta incelenir:1) Karbonhidrat metabolizmas,2) Lipid metabolizmas,3) Protein ve amino asit metabolizmas.

19

KARBONHDRAT METABOLZMASI

Karbonhidratlar, organizmamz iin nemli gda maddelerinin en banda yer alr.Karbonhidratlar, karbon (C), hidrojen (H) ve oksijenden (O) olumu organik bileiklerdir.Karbonhidratlar heterotrofik mikroorganizmalar iin enerji kaynadr .Karbonlar da organik bileikleri sentezlerken yap talar olarak grev yaparlar.20KARBONHDRAT METABOLZMASIKarbonhidratlar yaplarnda bulunan karbon atomlar saysna gre ksmlara ayrlrlar. Bunlar;Monosakkaridler:Ampirik forml (CH2O)n dir.rnek olarak;galaktoz, glukoz, fruktoz.Disakkaridler (C12H22O11) : Disakkaridler, iki monomer monosakkaridin su kaybederek kondenzasyonu sonu meydana gelirler.Laktoz :glukoz + galaktozMaltoz :glukoz + glukozSakkaroz :glukoz + fruktoz

21KARBONHDRAT METABOLZMASITrisakkaridler (C18H32O16) :Bunlar monosakkaridden olumulardr.Rafinoz: galaktoz + glukoz + glukozPolisakkaridler (C6H10O5)n:Bunlar birok monosakkarid molekllerinin su kaybederek kondenzasyonu sonu oluurlar.rnek olarak ;dekstrin, glikojen, niasta, selloz 22KARBONHDRAT METABOLZMASININ BALICA METABOLK YOLLARI1) Glikojenez: Glukozdan glikojen sentezi.2) Glikojenoliz: Glikojenin yklmas. Bu olayn karacierdeki son rn glukoz,kas dokusundaki son rn glukoz-6-fosfattr.3) Glikoliz ( Embden-Meyerhof Yolu) : Glukozun pirvat veya laktata kadar yklmas.4) Pirvat Metabolizmas: Pirvatn asetil-KoA ya dnm

23KARBONHDRAT METABOLZMASININ BALICA METABOLK YOLLARI5) Trikarboksilik Asit Sikls ( Krebs Dngs) : Asetil-KoA iindeki asetil ksmnn CO2 ye paralanmas ve bu srada redkte koenzimlerin oluumu.6) Pentoz fosfat Yolu: Glukozun bir baka ekilde oksidasyonu ile NADPH ve pentoz sentezi.7) Glukoneojenezis: Karbonhidrat olmayan maddelerden glukoz sentezi.8) Glukuronik asit Yolu: Glukozdan glukuronik asit sentezi.24KARBONHDRATLARIN SNDRM VE EMLMKarbonhidratlarn barsaktan emilebilmeleri iin monosakkarid haline evrilmeleri arttr.Karbonhidratlarn paralanma ilemi azdan itibaren balayabilir.Tkrkte bulunan -amilaz polisakkarid paralayan bir enzim olmasna ramen, ineme sresinin ksal nedeniyle fazla etkin deildir. Midenin asit pH s bu enzimin daha fazla almasna olanak vermez.

25KARBONHDRATLARIN SNDRM VE EMLMPankreastan ok aktif bir baka -amilaz salglanr. Gerek tkrk gerekse pankreas amilaz,polisakkaridleri paralar ve aktivitesi zincir sonundadurur.

26

KARBONHDRATLARIN SNDRM VE EMLMBylece - amilaz etkisi sonunda yaklak olarak; % 40 orannda maltoz, % 30 orannda - 1,4 ve - 1,6 ba ieren - dekstrin % 25 orannda - 1,4 ba ile balanm 3 glukozlu maltotrioz, % 5 orannda da 4-9 glukoz ieren polisakkarid moleklleri meydana gelir.

27KARBONHDRATLARIN SNDRM VE EMLMnce barsak mukozasnn frams kenar tarafndan salglanan dier hidrolitik enzimlerle karbohidrat sindirimi srdrlr ve tamamlanr. Monosakkaridlerin ince barsaktan emilimleri:Aktif transportKolaylatrlm diffzyonBasit diffzyon

28

HCRE SOLUNUMU

Hcre solunumu 2 eittir:1)AEROBK SOLUNUMGlikolizKrebs dngsETS reaksiyonu2)ANAEROBK SOLUNUM:Alkol fermantasyonuAsit fermantasyonu29

GlukozPrivat O2 yokluundaO2 liAsetil CoAEtanol ya da Laktik Asit

Krebs DngsAnaerobiksolunumAerobik solunumAEROBK SOLUNUM

31 Glikoliz32CCCCCCCCCCCCCCStoplazmada grlr .O2li ve O2siz solunumda grlr. Net:2 ATP2 NADH2 Privat molekl4 ATP2 ATPGlukoz2 PGAL2 ADP4 ADP2 Privat2 NAD+2 NADHPCPKrebs DngsKrebs dngs veya Sitrik asit dngs, canl hcrelerin besinleri ykseltgeyerek enerji elde etmesini salayan ve btn yaam biimlerinde nemli bir yer tutan kimyasal srelerin son aamasdr.Krebs dngs, hcresel oksijenli solunumun, glikoliz evresinden sonra gelen ikinci aamasdr. Krebs devri reaksiyonlar mitokondride gerekleir.33Krebs Dngs34

Pirvattan bir mol CO2 ve 2H karak asetil CoA (asetil-koenzim-A) oluur. Asetil CoA, krebs dngsn balatacak temel maddedir.ATP retiminin yaplabilmesi iin NADH2nin tad yksek enerjili elektronlarn ve hidrojenin ETS ye aktarlmas gerekir.

ETS ( Elektron Tama Sistemi) Ykseltgenme yolu ile ETS de ATP sentezlenmesine Oksidatif fosforilasyon denir.ETSde bir NADH2 kullanm sonucu : 3 ATP ve H2O retilir.Bir atom oksijen tketilir.ETSde bir FADH2 kullanm sonucu : 2 ATP ve H2O retilir.Bir atom oksijen tketilir.C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12 H2ODeiik kademelerden ayrlan 24 hidrojen enerji ykl elektronlarn Elektron tama sistemine (ETS) verip iyon haline geer.ETSler de toplam 34 ATP elde edilir.Bu durumda ETSler oksijenli solunumda en fazla ATP retilen yerlerdir. Ayrca 12 H2O oluurken dardan alnan 6 O2de harcanr.

35 ETS ( Elektron tama sistemi)

36AEROBK SOLUNUM37

38Oksijenli solunum(Glikoliz+Krebs+ETS) ATP Net Kazan StoplazmaGlikolizSubstrat dzeyinde fosforilasyonlaOksidatif fosforilasyon ile (2NADH+H) 4HAktivasyon in 4 6 -2 8 ATP MitokondriPirvat Asetil CoAOksidatif fosforilasyon ile (2NADH+H) 4H 6 6 ATPKrebs emberi ve ETSSubstrat dzeyinde fosforilasyonlaOksidatif fosforilasyonla (2FADH+H) 4HOksidatif fosforilasyonla (6NADH+H) 12H 2 4 18 24 ATPToplam

Substrat dzeyinde fosforilasyonla 10 NADH+H 24 H 2 FADH+H Aktivasyon iin 6 -2 34 38 ATP277.400 KaloriANAEROBK SOLUNUMEtil alkol fermantasyonu :Bira mayas (bakteri) ve maya mantarlarnda (Fungi) ve arap bakterilerinde grlr. 39

Glikoz+2 ATP 2 CO2+ 2Etil alkol+4 ATP+Is

ANAEROBK SOLUNUMCGlukoz2 Privat2 Laktik AsitNAD+NADHNAD+NADH(Glikoliz)(Laktik asit fermantasyonu)CCCCCCCCCCCLaktik Asit Fermantasyonu:Omurgallarn izgili kaslarnda ve yourt bakterilerinde olur.

41Anaerobik solunumAerobik solunum1-Baz bakteriler ,tohumlar , omurgallarn izgili kaslarnda grlr.1-Btn karyotik canllar, baz bakteriler ve mavi yeil alglerde grlr.2-Stoplazmada gerekleir2-Stoplazma ve mitokondride olur.3-Net 2 ATP elde edilir.3-Net 38 ATP retilir.4-Sonuta etil alkol,laktik asit,asetik asit,CO2 gibi artk rnler oluur.4-Sonuta CO2,H2O ve NH3 gibi inorganik artk rnler oluur.5-Sadece substrat dzeyinde fosforilasyon meydana gelir.5-Substrat ve oksidatif fosforilasyon meydana gelir.6-Enerji verimlilii % 2-10 kadardr.6-Enerji verimlilii % 40 kadardr.AEROBK VE ANAEROBK SOLUNUMUN KARILATIRILMASIYalarn MetabolizmasYalar, vcudun ince barsanda pankreas ve safra kesesinden gelen enzimlerle kk paralara ayrlrlar.Yalarn paralanmas ise " Lipaz " ad verilen bir enzim ile olur.Yalar paralanp ya asitlerine kadar ayrtrldktan sonra ince barsaklardan emilir ve kana karr.Yalar vcuda girip ya asitlerine kadar ayrtktan sonra ya depo edilirler yada enerji ihtiyac iin kullanlrlar.Ya asitleri vcutta fazla miktarlarda bulunduu zaman trigliserid ekline dntrldkten sonra ya dokularnda depo edilirler.42Yalarn MetabolizmasYa dokularndaki trigliserid moleklleri, enerji gereksinimi olduu iin ya asitlerine kadar paralanacak ve mitokondrilere ulatrlacaktr.Ya asitlerinin mitokondriye girii direkt deildir.Ya asidi + CoA + ATP Ya asil CoA + AMP + PPi43Amino Asit MetabolizmasProteinler, kompleks organik bileikler olup hcrelerin esas yaplarn olutururlar. Proteinlerin bileiminde, genellikle, karbon (C) %50, oksijen (O) %25 nitrogen (N) %16 ve hidrojen (H) %7 bulunur.Proteinler, 20 tr amino asitin deiik sralarda yan yana gelerek oluturduklar polipeptidlerden meydana gelmi polimerlerdir. Amino asitler birbirlerine kovalent olarak peptid balar ile birlemitir. Mide hcreleri tarafndan salglanan ve mide zsuyunda bulunan pepsin ad verilen bir enzim yine mide zsuyundaki HCI proteinlerin yardmyla peptid balarn ykar.

44Amino Asit Metabolizmasnce barsaa geen bu karm burada enzimlerin etkisi ile proteinlerin ounluu amino asitlere yklarak emilirler.Amino Asit + FAD + H2O a-Keto Asit + NH4+ FADH2Deaminasyon sonunda aa kan NH3 toksik bir maddedir.NH3n uzaklatrlmas organizma trne gre farkl ekilde gerekleir. Memelilerde re, ku ve srngenlerde rik asit eklinde atlr.

45Pepsin- HClTripsinKimotripsinMidence BarsakKanProteinlerin Sindirimi

47TEEKKRLER