กระบวนการเมตาบอลิซึม
ของคาร์โบไฮเดรต ไขมัน โปรตีนและ กรดนิวคลีอิก ❤
โปรตีน
คาร์โบไฮเดรต
กรดนิวคลีอิก
การสลายกลูโคสเป็นพลังงาน
การสังเคราะห์กลูโคส
การสังเคราะห์ไกลโคเจน
Glycolysis
Krebs cycle
Pentose Phosphate
Amino acids
Acetyl-CoA
Glycogenesis
สลายไกลโคเจนให้เป็นกลูโคส แลคแตท
ตามความต้องการของร่างกาย
การสังเคราะห์ไพริมิดีนไรโบนิวคลีโอไทด์
การสังเคราะห์ดีออกซีไรโบนิวคลีโอไทด์เลย
การสังเคราะห์เพียวรีนไรโบนิวคลีโอไทด์
ผลลัพธ์
พลังงานที่เซลล์ต้องการ
กรดไพรูวิค(pyruvic acid)
กระบวนการย่อยสลายกลูโคส
ที่เกิดขึ้นในเซลล์ให้เป็นพลังงาน
Glycogenesis
เกิดในช่วงการอดอาหาร
คาร์โบไฮเดรตเดรตต่ำ
ดูดพลังงานอย่างมากจนถูกนำATPมาใช้
ทำให้เป็นกระบวนการคายพลังงาน
Citric acid cycle
Gluconeogenesis
สร้างกลูโคสจากสารคาร์บอน
CO2
ATP
NADH,FADH2
ช่วงเเรกเริ่มจาก น้ำตาล ribose-5-phosphate
ทำปฏิกิริยา ATP ได้ PRPP จากนั้นจึงค่อยสร้างส่วนเบสเพียวรีนโดยเเหวนอิมิดาโชล
ช่วงสอง เเยกเป็น 2 ทางได้เเก่ AMP และ GMP
การควบคุมการสังเคราะห์ดีออกซีไรโบนิวคลีโอไทด์
กลูตามีน,เเอสพาเตท,คาร์บอนไดออกไซด์,น้ำ,PRPP
เอนไซม์ prorate reduc tase จะอยู่ที่ผิวหน้าของผนังชั้นในของไมโดคอนเดรีย ทำให้ N ADH ซึ่งได้ออกมาจากปฏิกิริยาเจ้าสู่ลูกโซ่ การหายใจ จึงทำให้ได้เปรียบทางพลังงาน
เป็นการสร้างNADPHและ
น้ำตาล5คาร์บอน
ประกอบด้วย2ระยะ
ระยะสองเป็นการสังเคราะห์น้ำตาล5คาร์บอน
โดยไม่ใช้ออกซิเจน
ระยะแรกการใช้ออกซิเจน
มีการสร้างNADPH
วัฏจักรกลางในการผลิตATP และ NADH+ H+ FADH+
เพื่อที่จะเข้าสู้ปฏิกิริยาฟอสโฟรีเลชั่นในการสร้างATP
O2
H2O
Electric transport chain
ATP
α-keto acid
NADH
Ammonia
Pyruvic acid
METABOLISM OF FATTY ACID
Catabolism
Anabolism
ปล่อยพลังงานเคมีที่อยู่ในพันธะโมเลกุลนั้นๆ เรียกว่า Exergonic
เช่น การย่อยแป้งเป็นกลูโคสแล้วได้เป็น ATP
เป็นปฎิกิริยา oxidation คือ ปฏิกิริยาที่โมเลกุลเกิดการสูญเสียอิเลคตรอน
ปฏิกิริยาที่ย่อยสลายสารประกอบขนาดใหญ่ให้เป็นสารโมเลกุลขนาดเล็ก
การหายใจ ของพืชสีเขียวและสัตว์ที่ต้องการออกซิเจน จัดเป็นปฏิกิริยาแคทาบอลิซึม
Catabolism of fatty acids
กรดไขมัน จากการย่อยอาหาร จะถูกดูดซึมที่ลำไส้เล็กแล้วสังเคราะห์ขึ้นใหม่เป็น triacylglycerol
Triacylglycerol + cholesterol + protein ได้เป็น Chylomicrons
การที่จะย่อยไตรเอซิลกลีเซอรอล จะต้องเปลี่ยนจากรูปที่ไม่ละลายน้ำไปเป็นรูปของไมเซลล์ โดยต่อมน้ำดีหลั่งน้ำดีไปคลุกเคล้ากับไตรเอซิลกลีเซอรอลที่ลำไส้เล็ก ทำให้เอนไซม์ไลเปส ทำหน้าที่ย่อยไตรเอซิลกลีเซอรอลแล้วได้
riacylglycerol ในเนื้อเยื่อไขมัน จะถูกย่อยด้วยเอนไซม์ Triacylglycerol Lipase ได้เป็น glycerol กับ กรดไขมัน
ไขมันส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปของ triacylglycerol หรือ triglyceride triacylglycerol 1 กรัมจะให้พลังงาน 38 KJ มากกว่าโปรตีนและคาร์โบไฮเดรต
แคตาบอลิซึมของกรดไขมัน เป็นปฏิกิริยาออกซิเดชั่น เกิดในไมโตคอนเดรีย
กลีเซอรอล (glycerol)
กรดไขมันอิสระ (free fatty acids)
95%ของพลังงานทั้งหมดของไตรเอซิลกลีเซอรอล จะยังคงอยู่ในรูปของสายโซ่ของกรดไขมัน
Chylomicrons สามารถเคลื่อนที่ไปตามกระแสเลือดสู่เนื้อเยื่อไขมัน เพื่อเก็บไว้เป็นพลังงาน
กรดไขมัน ถูกส่งไปส่วนต่างๆ ของร่างกายโดยอาศัยไปกับ serum albumin
การออกซิไดซ์กรดไขมันเกิดที่ C ตำแหน่งที่3 (เบต้าคาร์บอน) เรียกว่า ปฎิกิริยา ß-oxidation
กระบวนการ
- การพากรดไขมันเข้าสู่ไมโทคอนเดรีย
(Acyl carnitine shuttle)
1.การกระตุ้นกรดไขมัน
(Fatty acid activation steps)
ก่อนที่กรดไขมันจะถูกย่อยด้วยปฏิกิริยาออกซิเดชัน จะต้องถูกกระตุ้นให้ active จึงจะเกิดปฎิกิริยาได้
เปลี่ยนจาก fatty acid เป็น fatty acyl Co A
ใช้ไป 2 ATP ในการเปลี่ยน ATP เป็น AMP
- เริ่มจาก fatty acyl Co A จะต้องเข้าสู่ matrix เพืื่อทำปฎิกิริยา
- Co A จะต้องเปลียนเป็น Carnitine ก่อน ถึงจะเข้าไปใน Maxtrix ได้
- เมื่อเข้าใน Maxtrix แล้ว Carnitine จะหลุดออก แล้วเปลี่ยนเป็น Co A เหมือนเดิม
- Carnitine กลับไปทำหน้าที่เหมือนเดิม
3.ปฎิกิริยาเบต้าออกซิเดชัน
(ß-oxidation)
ของกรดไขมันไม่อิ่มตัว (มีพันธะคู่ )
กรดไขมันที่มีจำ C เป็นเลขคี่
ของกรดไขมันที่มี C เป็นเลขคู่ พันธะเดี่ยว
1.Dehydrogenation ได้ 1FADH2= 1.5ATP
2.Hydration
3.Dehydrogenationได้ 1 NADH2+= 2.5ATP
4.Acylation ตัดพันธะที่ตำแหน่งเบต้า (สั้นลง 2 C)
การออกซิไดซ์ ที่ตำแหน่งพันธะคู่ ไม่มีFADH2เกิดขี้น ATP ลดลง 1.5 ATP
เหมือนกับการออกซิไดซ์กรดไขมันที่มีจำนวน C เป็นเลขคู่ คือเริ่มจากปลายด้านที่มีหมู่คาร์บอกซิล
การออกซิไดซ์ครั้งสุดท้ายจะเหลือ fattyacyl-CoA ที่มีจำนวน C 3 อะตอมคือpropionyl-CoA
propionyl-CoA จะถูกเปลี่ยนเป็น succinyl-CoA (-1 ATP)
succinyl-CoA เข้าสู่วัฏจักรกรดซิตริกต่อไป
succinyl-CoA เข้าสู่วัฏจักรกรดซิตริกต่อไป
การสังเคราะห์กรดไขมัน
เกิดขึ้นที่ไซโตพลาสมของเซลล์ตับ กล้ามเนื้อ และเนื้อเยื่อไขมัน
จะเริ่มต้นจาก Acetyl CoA แล้วค่อยๆเพิ่มจำนวนคาร์บอนขึ้น ครั้งละ2อะตอมจนได้กรดไขมันที่มีจำนวนคาร์บอนตามต้องการ
จะสังเคราะห์เมื่อเซลล์มีพลังงานเพียงพอ และมี Acetyl CoA เหลือใช้
เอนไซม์ที่ใช้สังเคราะห์มีอยู่ในไซโตพลาซึม ดังนั้นจึงจำเป็นต้องนำเอา Acetyl CoA ออกมาจากไมโตคอนเดรียก่อน
ขั้นตอน
- รอบแรกได้เป็น Butyryl ACP (ACP;Acyl Carrier Protein)
3.เพิ่มจำนวน C รอบละ 2 C จนมี 16 C (Palmitate)
1.การสังเคราะห์กรดไขมันในไซโตพลาสซึม เริ่มต้นจาก acetyl Co A
4.มากกว่า16 C จะสร้างใน ER หรือไมโครโซม
NADPH
นิโคตินาไมด์อะดินีนนิวคลีโอไทด์ฟอสเฟต
เป็นโคแฟกเตอร์ที่ใช้ในกาสังเคราะห์ กรดไขมัน นิวคลีโอไทด์และกรดนิวคลีอิก
ต้องใช้NADPH เป็นตัวให้อิเล็กตรอน
NADPH ต่างจาก NADH ตรงที่มีหมู่ฟอสเฟตเพิ่มที่คาร์บอนตำแหน่งที่ 2 ของน้ำตาลไรโบสซึ่งจับกับเบสอะดีนีน
Ketone Bodies Metabolism
สารคีโทนบอดีส์เป็นสารประกอบที่สังเคราะห์ได้ในร่างกายเมื่อมีเมแทบอลิซึมของไขมันเพิ่มขึ้นมากจะมีสารคีโทนบอดีส์สังเคราะห์จาก acetyl Co Aมากขึ้นกว่าปกติ เรียกว่าภาวะคีโตซีส (ketosis)
กรณีที่ร่างกายได้รับกลูโคสน้อย เช่น ผู้ป่วยเบาหวาน ขาดอินซูลินที่ลำเลียงกลูโคสเข้าสู่เซลล์ เซลล์ต้องสลายกรดไขมันเพื่อใช้สร้างพลังงาน ปริมาณ acetyl CoA จะสูงขึ้น
มีฤทธิ์เป็นกรดประกอบด้วยแอซีโตน กรดแอซีโตแอซีติก และกรดบีตา-ไฮดรอกซีบิวทิริก
การสังเคราะห์คีโตนเรียก ketogenesis
โรคเบาหวานอย่างรุนแรงจะมีสารคีโทนบอดีส์ในเลือดสูงกว่าปกติอาจทำให้เกิดภาวะเลือด เป็นกรด(acidosis)และพบสารคีโทนบอดีส์ในปัสสาวะอาจเรียกภาวะผิดปกตินี้ว่า Ketoacidosis
เมื่อร่างกายต้องการพลังงานจะสลายคีโตนบอดี้ที่เก็บไว้ตามส่วนต่างๆของร่างกายได้เป็น acetyl CoA เข้าสู่CTA -cycle เรียก Ketolysis
ปฏิกิริยาสังเคราะห์ด้วยแสง เป็นเป็นปฏิกิริยาแอนาบอลิซึม ต้องใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์มาใช้ในปฏิกิริยา
เช่น เกิดการรวมตัวของกลูโคสหลายโมเลกุล เกิดเป็นแป้ง , ไกลโคเจน
ปฏิกิริยาที่สร้าง หรือรวมตัวเอาโมเลกุลขนาดเล็กให้เป็นโมเลกุลขนาดใหญ่
ต้องการพลังงาน เรียกว่า Endergonic
เป็นปฏิกิริยา reduction คือ ปฏิกิริยาที่โมเลกุลได้รับอิเลคตรอน
การควบคุมเเบบเร่ง
การควบคุมเเบบยับยั้ง
d GTP เร่งการรีดิวส์ ADP เป็น d ADP,GDP เป็น GDP
d TIP เร่งการรัดิวส์ ADP เป็น d ADP,GDP เป็น GDP
ATP เร่งการรีดิวส์ UDP เป็น d UDP,CDP เป็น CDP
d GDP
d UDP
d ADP
d CDP
สังเคราะห์จาก d UMP โดยเอนไซม์ thymidylate syntheses เอนไซม์นี้จะคะตะไลซ์ ให้เกิดการเติมหมู่เมธิลให้กับเบสยูราซิล
การสายเพียวรีนไรโบนิวคลีโอไทด์
เริ่มจาก ไปโดนไบซันเอาส่วนฟอสเฟทออก จากนั้นไซทิดีนจะดูดไปโดนไบซันเอาหมู่เเอมโมเนีบกลายเป็นยูริดีน