Hvað er umbrot?

Umbrot eða skipti á efnum - A setja af efnahvörfum sem eiga sér stað í lifandi lífveru til að viðhalda lífi. Þessir ferlar gera lífverum kleift að vaxa og fjölga sér, viðhalda uppbyggingu þeirra og bregðast við umhverfisáhrifum.

Umbrotum er venjulega skipt í 2 stig: umbrot og anabolism. Við niðurbrot niðurbrots flókin lífræn efni í einfaldari efni og losa venjulega orku. Og í ferlum anabolism - frá einfaldari efnum eru flóknari efni búin til og því fylgir orkukostnaður.

Röð efnafræðilegra efnaskiptaviðbragða kallast efnaskiptaferlar. Í þeim, með þátttöku ensíma, er nokkrum líffræðilega marktækum sameindum breytt í röð í aðrar.

Ensím gegna mikilvægu hlutverki í efnaskiptaferlum vegna þess að:

• virka sem líffræðilegir hvatar og draga úr virkjunarorku efnaviðbragða,
• leyfa þér að stjórna efnaskiptaferlum til að bregðast við breytingum á umhverfi frumunnar eða merkjum frá öðrum frumum.

Efnaskiptaaðgerðir hafa áhrif á það hvort tiltekin sameind er hentug til notkunar fyrir líkamann sem orkugjafa. Sem dæmi má nefna að sumar prókaríótar nota brennisteinsvetni sem orkugjafa, en þetta gas er eitrað fyrir dýr. Efnaskiptahraði hefur einnig áhrif á magn fæðunnar sem þarf fyrir líkamann.

Líffræðilegar sameindir

Helstu efnaskiptaferlar og þættir þeirra eru þeir sömu fyrir margar tegundir, sem bendir til þess að uppruna allra lifandi verka sé. Sem dæmi má nefna að sumar karboxýlsýrur, sem eru milliefni í þríkarboxýlsýruferlinu, eru til staðar í öllum lífverum, frá bakteríum til heilkjörnunga fjölfrumu lífvera. Mismunur í efnaskiptum er líklega tengdur mikilli skilvirkni efnaskiptaferla, svo og snemma útlits þeirra í þróunarsögunni.

Líffræðilegar sameindir

Lífræn efni sem samanstanda af öllum lifandi hlutum (dýrum, plöntum, sveppum og örverum) eru aðallega táknuð með amínósýrum, kolvetnum, lípíðum (oft kölluðum fitu) og kjarnsýrum. Þar sem þessar sameindir eru lífsnauðsynlegar beinast efnaskiptaviðbrögð að því að búa til þessar sameindir þegar smíði frumna og vefja er eyðilagt eða þau eyðilögð til að nota sem orkugjafa. Mörg mikilvæg lífefnafræðileg viðbrögð sameina til að mynda DNA og prótein.

Efnaskiptahlutverk

Umbrot eiga skilið að fylgjast grannt með. Þegar öllu er á botninn hvolft, fer framboð frumna okkar með gagnleg efni af staðfestu starfi hans. Grunnur umbrots eru efnafræðileg viðbrögð sem eiga sér stað í mannslíkamanum. Efnin sem eru nauðsynleg fyrir líf líkamans sem við fáum með mat.

Að auki þurfum við meira súrefni, sem við öndum saman með lofti. Helst ætti að fylgjast með jafnvægi milli framkvæmda og rotnun. Oft getur þetta jafnvægi raskast og það eru margar ástæður fyrir því.

Orsakir efnaskiptasjúkdóma

Af fyrstu orsökum efnaskiptasjúkdóma má greina arfgengur þáttur. Þó að það sé órætt, þá er það mögulegt og nauðsynlegt að berjast gegn því! Einnig geta efnaskiptasjúkdómar stafað af lífrænum sjúkdómum. En oft eru þessir kvillar afleiðing vannæringar okkar.

Sem ofgnótt næringarefna og skortur þeirra er mjög skaðlegur fyrir líkama okkar. Og afleiðingarnar geta verið óafturkræfar. Umfram tiltekin næringarefni myndast vegna of mikillar neyslu á feitum matvælum og skortur stafar af því að ýmis mataræði eru fylgt til þyngdartaps. Aðal mataræðið er oftast eintóna mataræði, sem leiðir til skorts á nauðsynlegum næringarefnum, aftur á móti mun þetta óhjákvæmilega leiða til þróunar á ýmsum sjúkdómum. Ofnæmi fyrir flestum matvælum er mögulegt.

Efnaskipta sjúkdómar

Jafnvel eftir að hafa haft jafnvægi á öllum efnaskiptum, veitt líkamanum það sem vantar vítamínin, eigum við á hættu að fá fjölda alvarlegra sjúkdóma af völdum rotnunarafurða frumna okkar. Rotnun vörur hafa allt á lífi og vaxa, og þetta er kannski hættulegasta óvinur fyrir heilsu okkar. Með öðrum orðum, líkaminn verður að hreinsa frá eiturefnum í tíma, eða þá byrja þeir einfaldlega að eitra fyrir því. Það sem eftir er umfram, rotnunarafurðir valda langvinnum sjúkdómum og hægja á vinnu allrar lífverunnar.

Við kolvetnaumbrotsröskun koma alvarleg veikindi fram - sykursýki, með óviðeigandi fituumbrotum, kólesteról safnast upp (Hvernig á að lækka kólesteról heima án lyfja?), Sem veldur hjarta- og æðasjúkdómum. Sindurefni, sem eru að verða mikið, stuðla að því að illkynja æxli komi fram.

Offita er einnig algeng afleiðing efnaskiptavandamála. Þessi hópur nær einnig til þvagsýrugigt, meltingartruflanir, sumar tegundir sykursýki osfrv. Ójafnvægi steinefna og vítamína leiðir til skemmda á vöðvum, beinum, alvarlegum truflunum á hjarta- og æðakerfi. Hjá börnum getur þetta leitt til mjög alvarlegra afleiðinga í formi örvandi vaxtar og þroska. Þess má geta að ekki er alltaf mælt með viðbótarnotkun vítamína, vegna þess að ofgnótt þeirra getur einnig haft neikvæðar afleiðingar.

Forvarnir

Til að stjórna efnaskiptum í líkama okkar verðum við að vita að það eru nokkur efni sem koma í veg fyrir myndun eiturefna og bæta gæði efnaskipta.

Sú fyrsta er súrefni. Besta magn súrefnis í vefjum virkjar efnaskiptaferli verulega.

Í öðru lagi vítamín og steinefni. Með aldrinum hægir á öllum ferlum, það er að hluta til stöðvun á æðum, svo það er mikilvægt að stjórna móttöku nægilegs magns steinefna, kolvetna og súrefnis. Þetta mun tryggja góða vinnu vatns-salt umbrots frumunnar, þar sem fresturinn þornar út og tekur ekki lengur við öllum nauðsynlegum þáttum fyrir líftíma þess. Að vita þetta er mikilvægt fyrir okkur að næra öldrunarfrumur tilbúnar.

Það eru mörg ráð og lyf sem stjórna efnaskiptum. Í alþýðulækningum, Hvítahafs þörunga - fúka, sem naut mikilla vinsælda, inniheldur það dýrmætt mengi steinefna og gagnlegra vítamína sem eru nauðsynleg til að bæta umbrot. Rétt næring, útilokun frá mataræði matvæla sem innihalda kólesteról og önnur skaðleg efni er önnur leið fyrir líkamann til að vinna gallalaus.

Menntun: Læknastofnunin í Moskvu I. Sechenov, sérgrein - „Lækningafyrirtæki“ árið 1991, árið 1993 „Atvinnusjúkdómar“, árið 1996 „Meðferð“.

Plastmatílát: staðreyndir og goðsagnir!

Amínósýrur og prótein Edit

Prótein eru lífpolymerar og samanstanda af amínósýru leifum tengdum peptíðskuldabréfum. Sum prótein eru ensím og hvata efnahvörf. Önnur prótein gegna burðarvirki eða vélrænni aðgerð (mynda til dæmis frumu). Prótein gegna einnig mikilvægu hlutverki í frumumerkingu, ónæmissvörun, frumusöfnun, virkum flutningi yfir himnur og stjórnun frumuferils.

Hvað er umbrot?

Umbrot (eða umbrot) er sambland af ferlunum við að umbreyta kaloríum í fæðu í orku fyrir líf lífverunnar. Umbrot hefjast með meltingu og hreyfingu og lýkur með öndun viðkomandi í svefni, þegar líkaminn veitir súrefni til ýmissa líffæra án þátttöku heilans og alveg sjálfstætt.

Hugtakið umbrot er nátengt útreikningi á daglegri kaloríuinntöku, sem er upphafið í hvaða mataræði sem er fyrir þyngdartap eða vöðvaupptöku. Miðað við aldur, kyn og líkamlega þætti er stig grunn umbrots ákvarðað - það er fjöldi hitaeininga sem þarf til að mæta daglegum orkuþörf líkamans. Í framtíðinni er þessi vísir margfaldaður með vísbendingu um virkni manna.

Oft er talið að flýta umbrotunum sé gott til að léttast, þar sem það veldur því að líkaminn brennir fleiri kaloríum. Í raun og veru hægir á umbrotum við að léttast fólk þar sem hröðun efnaskipta er aðeins hægt að ná með því að auka samtímis kaloríuinntöku og auka líkamsrækt - það er við styrktaræfingu fyrir vöðvavöxt.

Lipids Edit

Fituefni eru hluti af líffræðilegum himnum, til dæmis plasmahimnur, eru íhlutir kóensíma og orkugjafa. Lípíð eru vatnsfælin eða amfífílísk líffræðileg sameind leysanleg í lífrænum leysum eins og benseni eða klóróformi. Fita er stór hópur efnasambanda sem innihalda fitusýrur og glýserín. Þríhýdríu áfengissameindin glýseról, sem myndar þrjú flókin esterbönd með þremur fitusýrusameindum, er kölluð þríglýseríð. Ásamt fitusýruleifum geta flókin fituefni til dæmis falið í sér sfingósín (sphingolipids), vatnssækna fosfathópa (í fosfólípíðum). Sterar, svo sem kólesteról, eru annar stór flokkur af fituefnum.

Kolvetni Breyta

Sykurefni geta verið til á hringlaga eða línulegu formi í formi aldehýda eða ketóna, þeir hafa nokkra hýdroxýlhópa. Kolvetni eru algengustu líffræðilegu sameindirnar. Kolvetni sinnir eftirfarandi aðgerðum: geymslu og flutningur orku (sterkja, glýkógen), bygging (plöntu sellulósa, kítín í sveppum og dýrum). Algengustu sykurmónómerurnar eru hexósar - glúkósa, frúktósa og galaktósa. Einhverfur eru hluti af flóknari línulegum eða greinóttum fjölsykrum.

Hvernig á að flýta fyrir umbrotunum?

Áhrif næringar á hraðari umbrot eru ekki eins skýr og það virðist við fyrstu sýn. Þrátt fyrir þá staðreynd að það eru margar vörur sem versna umbrot - frá þeim sem leiða til þyngdaraukningar í sykri og öðrum hröðum kolvetnum, til smjörlíkis með transfitusýrum sínum - geta aðeins fáar vörur í raun flýtt fyrir umbrotum.

Þar sem efnaskiptaferill líkamans getur varað í nokkra daga (til dæmis með fullkomnu höfnun kolvetna mun líkaminn aðeins skipta yfir í ketógen mataræðið), ekki er hægt að flýta fyrir umbrotum með því að borða eina vöru eða drekka grænmetissmoða fyrir þyngdartap. Meðal annars er hröðun efnaskipta venjulega tengd aukinni matarlyst - sem er ekki alltaf gagnlegt þegar fylgt er mataræði vegna þyngdartaps.

Efnaskiptaferli við þyngdartap

Segjum sem svo að of þungur einstaklingur hafi ákveðið að léttast, tók virkan þátt í líkamsrækt og hóf mataræði með minni kaloríum. Hann las einnig að til að flýta fyrir umbrotum þarftu að drekka meira vatn og borða ananas, ríkur af „fitueyðandi“ ensíminu bromelain. Lokaniðurstaðan verður þó alls ekki hröðun á efnaskiptum, heldur skörpum hraðaminnkun.

Ástæðan er einföld - líkaminn mun byrja að senda merki um að líkamsræktin hafi aukist til muna og orkunotkunin frá matnum hafi minnkað mikið. Og því virkari sem maður tekur þátt í æfingum og því strangara mataræði sem hann fylgist með, því sterkari mun líkaminn halda að „slæmir tímar“ séu komnir og kominn tími til að hægja á umbrotum til að spara fituforða - auk þess mun magn kortisóls og leptíns aukast.

Hvernig á að flýta fyrir umbrotunum?

Til þess að léttast þarftu ekki að reyna að „dreifa“ efnaskiptum og flýta fyrir umbrotum eins mikið og mögulegt er - í fyrsta lagi þarftu að vera varkárari með hvaða vörur líkaminn fær daglega hitaeiningar frá. Í flestum tilfellum mun normalisering á mataræði og stjórnun á blóðsykursvísitölu kolvetna sem neytt er fljótt leiða til eðlilegs efnaskiptaferla.

Oft ofmetur fólk sem reynir að léttast of orkukostnaðinn við líkamsræktina en vanmetur kaloríuinnihald matarins sem þeir neyta verulega. Til dæmis dugar sykurinn sem er í einni dós af kóki í 30-40 mínútna hlaup - með öðrum orðum, það er miklu auðveldara að gefast upp kók en að klóra þig með þreytandi æfingum, reyndu að brenna þessar kaloríur.

Nucleotides Edit

Fjölfjölliða DNA og RNA sameindir eru langar, ógreinar keðjur af kjarni. Kjarnsýrur gegna hlutverki geymslu og útfærslu erfðaupplýsinga sem framkvæmdar eru við afritun, umritun, þýðingu og nýmyndun próteina. Upplýsingar sem eru kóðaðar í kjarnsýrur eru verndaðar gegn breytingum með bætiskerfi og margfaldaðar með DNA afritun.

Sumir vírusar hafa erfðamengi sem inniheldur RNA. Til dæmis notar ónæmisbrestsveiran úr mönnum öfug umritun til að búa til DNA sniðmát úr eigin erfðamengi sem inniheldur RNA. Sumar RNA sameindir hafa hvata eiginleika (ribozymes) og eru hluti af spliceosomes og ribosomes.

Nucleosides eru afurðir við að bæta köfnunarefnisbasa við ríbósykur. Dæmi um köfnunarefnisbasa eru heterósýklísk efni sem innihalda köfnunarefni - afleiður púrína og pýrimidína. Sum kirni virka einnig sem kóensím í viðbragðsviðbrögðum við hópum.

Coenzymes Edit

Umbrot samanstanda af ýmsum efnafræðilegum efnahvörfum, sem flest eru tengd nokkrum tegundum af viðbragðsviðbrögðum með virkum hópum. Kóensím eru notuð til að flytja virka hópa milli ensíma sem hvata efnahvörf. Hver flokkur efnafræðilegra viðbragða við flutning á virkum hópum er hvötuð af einstökum ensímum og samverkandi áhrifum þeirra.

Adenósín þrífosfat (ATP) er eitt af aðal coensymum, alheims uppspretta frumuorku. Þetta núkleótíð er notað til að flytja efnaorku sem er geymd í þjóðvirkniböndum milli ýmissa efnaviðbragða. Í frumum er lítið magn af ATP, sem stöðugt er endurnýjað frá ADP og AMP. Mannslíkaminn neytir ATP massa á dag jafnt og massi eigin líkama. ATP virkar sem hlekkur á milli umbrots og anabolism: við efnaskiptaviðbrögð myndast ATP, með vefaukandi viðbrögðum er orka neytt. ATP virkar einnig sem gjafi fosfathópsins við fosfórunarviðbrögð.

Vítamín eru lífræn efni með litla mólþunga sem eru nauðsynleg í litlu magni og til dæmis hjá mönnum eru flest vítamín ekki tilbúin, heldur eru þau fengin með mat eða í gegnum meltingarflögu meltingarfæranna. Í mannslíkamanum eru flest vítamín samverkandi ensím. Flest vítamín öðlast breytta líffræðilega virkni, til dæmis eru öll vatnsleysanleg vítamín í frumum fosfórýleruð eða sameinuð kirni. Nikótínamíð adenín dínúcleotid (NADH) er afleiða af B-vítamíni₃ (níasín), og er mikilvægt kóensím - vetnisviðtaka. Hundruð mismunandi dehýdrógenasaensíma fjarlægja rafeindir frá sameindum hvarfefnanna og flytja þær yfir í NAD + sameindirnar og draga þær niður í NADH. Oxað form kóensíma er hvarfefni fyrir ýmsa reduktasa í frumunni. NAD í klefanum er til í tveimur skyldum formum NADH og NADPH. NAD + / NADH er mikilvægara fyrir umbrotsviðbrögð og NADP + / NADPH er oftar notað við vefaukandi viðbrögð.

Ólífræn efni og samverkar Breyta

Ólífrænir þættir gegna lykilhlutverki í efnaskiptum. Um það bil 99% af massa spendýrs samanstendur af kolefni, köfnunarefni, kalsíum, natríum, magnesíum, klór, kalíum, vetni, fosfór, súrefni og brennisteini. Líffræðilega marktæk lífræn efnasambönd (prótein, fita, kolvetni og kjarnsýrur) innihalda mikið magn af kolefni, vetni, súrefni, köfnunarefni og fosfór.

Mörg ólífræn efnasambönd eru jónuð salta. Mikilvægustu jónir líkamans eru natríum, kalíum, kalsíum, magnesíum, klóríð, fosföt og bíkarbónöt. Jafnvægi þessara jóna innan frumunnar og í utanfrumuvökvanum ákvarðar osmósuþrýstinginn og sýrustigið. Jón styrkur gegnir einnig mikilvægu hlutverki í starfsemi tauga- og vöðvafrumna. Virkni möguleikans í spennandi vefjum stafar af skiptum á jónum milli utanfrumuvökvans og umfrymisins. Rafgreiningar koma inn og fara út úr frumunni í gegnum jónagöng í plasma himnunni. Til dæmis, við vöðvasamdrátt, hreyfast kalsíum, natríum og kalíumjónir í plasma himnunni, umfryminu og T-slöngunum.

Umbreytingarmálmar í líkamanum eru snefilefni, sink og járn eru algengust. Þessir málmar eru notaðir af ákveðnum próteinum (til dæmis ensím sem samverkandi áhrif) og eru mikilvægir til að stjórna virkni ensíma og flutningspróteina. Samverkandi ensím eru venjulega sterklega bundnir ákveðnu próteini, en þó er hægt að breyta þeim meðan á hvati stendur og eftir hvata fara þeir alltaf aftur í upprunalegt horf (eru ekki neyttir). Snefilmálmar frásogast líkamanum með sérstökum flutningspróteinum og finnast ekki í líkamanum í frjálsu ástandi, þar sem þeir tengjast sérstökum burðarpróteinum (til dæmis ferritín eða metallothioneins).

Öllum lífverum er hægt að skipta í átta meginhópa eftir því hver þeirra er notaður: orkugjafi, kolefnisgjafi og rafeindagjafi (oxandi hvarfefni).

1. Sem orkugjafi geta lifandi lífverur notað: orku ljóss (ljósmynd) eða orkan í efnasambönd (lyfjameðferð) Að auki, til að lýsa sníkjudýrum lífverum með orkuauðlindum hýsilfrumunnar, hugtakið fallhlífarstökk.
2. Sem rafeindagjafi (afoxunarefni) geta lifandi lífverur notað: ólífræn efni (leikarar) eða lífrænt efni (orgel).
3. Lifandi lífverur nota sem kolefni: koltvísýringur (farartæki) eða lífrænt efni (heteró-) Stundum kjör farartæki og heterotroph notaðir í tengslum við aðra þætti sem eru hluti af líffræðilegum sameindum í skertu formi (t.d. köfnunarefni, brennisteinn). Í þessu tilfelli eru „köfnunarefnis-sjálfvirkar“ lífverur tegundir sem nota oxuð ólífræn efnasambönd sem köfnunarefnisgjafa (til dæmis plöntur, geta framkallað nítrat). Og „heterótróf köfnunarefni“ eru lífverur sem ekki geta framkvæmt oxun á oxuðu formi köfnunarefnis og nota lífræn efnasambönd sem uppsprettu (til dæmis dýr sem amínósýrur eru uppruni köfnunarefnis).

Heiti tegund umbrots myndast með því að bæta við samsvarandi rótum og bæta við í lok rótarinnar -troph-. Taflan sýnir mögulegar tegundir efnaskipta með dæmum:

• Sumir höfundar nota -hýdró þegar vatn virkar sem rafeindagjafi.

Flokkunin var þróuð af hópi höfunda (A. Lvov, C. van Nil, F. J. Ryan, E. Tatem) og var samþykkt á 11. málþinginu í rannsóknarstofu í Cold Spring Harbour og var upphaflega notuð til að lýsa tegundum næringar örvera. Hins vegar er það nú notað til að lýsa umbrotum annarra lífvera.

Það er augljóst af töflunni að efnaskiptahæfileiki prokaryota eru mun fjölbreyttari samanborið við heilkjörnunga, sem einkennast af ljóstillífsfrumuvökva- og efnafræðilegum tegundum umbrotsefna.

Tekið skal fram að sumar tegundir örvera geta, eftir aðstæðum í umhverfinu (lýsing, framboð á lífrænum efnum osfrv.) Og lífeðlisfræðilegu ástandi, framkvæmt umbrot af ýmsum gerðum. Þessari samsetningu af nokkrum tegundum af umbrotum er lýst sem mixotrophy.

Þegar þessari flokkun er beitt á fjölfrumu lífverur er mikilvægt að skilja að innan einnar lífveru geta verið frumur sem eru mismunandi hvað varðar umbrot. Þannig að frumurnar í loftnetinu, ljóstillífandi líffærum í fjölfrumum plöntum einkennast af ljósnefnafræðilegri gerð efnaskipta, en frumum neðanjarðar líffæra er lýst sem efnafræðilegum örvum. Eins og þegar um örverur er að ræða, þegar umhverfisaðstæður, þroskastig og lífeðlisfræðilegt ástand breytast, getur tegund efnaskipta frumanna fjölfrumu lífverunnar breyst. Til dæmis, í myrkrinu og á stigi fræspírunar, umbrotna frumur af hærri plöntum kemó-lífrænu heterótrófísk tegund.

Umbrot eru kölluð efnaskiptaferli þar sem tiltölulega stórar lífrænar sameindir af sykri, fitu, amínósýrum brotna niður. Við niðurbrot myndast einfaldari lífrænar sameindir sem eru nauðsynlegar fyrir vefaukandi viðbrögð. Oft er það í tengslum við viðbragðsviðbrögð sem líkaminn virkjar orku, þýðir orku efnasambanda lífrænna sameinda sem fæst við meltingu matvæla, í aðgengileg form: í formi ATP, minnkaðra kóensíma og rafefnafræðilegra möguleika. Hugtakið niðurbrot er ekki samheiti við „orkuumbrot“: hjá mörgum lífverum (til dæmis ljóstillífum) eru aðalferlar orkugeymslu ekki beint tengdir sundurliðun lífrænna sameinda. Flokkun lífvera eftir tegund umbrots getur verið byggð á orkugjafa eins og kemur fram í fyrri þætti. Chemotrophs nota orku efnasambanda og phototrophs neyta orku sólarljóss. Samt sem áður eru öll þessi mismunandi umbrot háð redoxviðbrögðum sem tengjast flutningi rafeinda frá skertum sameindum, svo sem lífrænum sameindum, vatni, ammoníaki, brennisteinsvetni, til að samþykkja sameindir eins og súrefni, nítröt eða súlfat. Hjá dýrum fela í sér þessi viðbrögð sundurliðun flókinna lífrænna sameinda í einfaldari, svo sem koldíoxíð og vatn. Hjá ljóstillífum - plöntum og blásýrubakteríum - losa viðbrögð við rafeindum ekki orku, heldur eru þau notuð sem leið til að geyma orku sem frásogast frá sólarljósi.

Skipta má niðurbroti í dýrum í þrjú megin stig. Í fyrsta lagi brotnar stórar lífrænar sameindir eins og prótein, fjölsykrur og lípíð niður í smærri hluti utan frumanna. Ennfremur fara þessar litlu sameindir inn í frumurnar og breytast í enn minni sameindir, til dæmis asetýl-CoA. Aftur á móti oxast asetýlhópurinn af kóensími A í vatni og koltvísýringi í Krebs hringrásinni og öndunarkeðjunni og losar þá orku sem er geymd í formi ATP.

Melting Breyta

Makrómúlur eins og sterkja, sellulósa eða prótein verða að vera sundurliðaðar í smærri einingar áður en þær geta verið notaðar af frumum. Nokkrir flokkar ensíma taka þátt í niðurbroti: próteasar, sem brjóta niður prótein í peptíð og amínósýrur, glýkósídasa, sem brjóta niður fjölsykrur niður í oligo- og monosaccharides.

Örverur seyta vatnsrofiensím út í rýmið í kringum þau, sem er frábrugðið dýrum sem seyta slík ensím aðeins frá sérhæfðum kirtilfrumum. Amínósýrur og mónósakkaríð, sem stafa af virkni utanfrumnaensíma, fara síðan inn í frumurnar með virkum flutningi.

Að fá orkuvinnslu

Við niðurbrot kolvetna brotna flókin sykur niður í einlyfjagjafir sem frásogast af frumum. Þegar það er komið inn er sykri (til dæmis glúkósa og frúktósa) breytt í pyruvat við glýkólýsu og ákveðið magn af ATP er framleitt. Pyruvic acid (pyruvate) er milliefni í nokkrum efnaskiptaferlum. Aðalferill umbrots pyruvatna er umbreyting í asetýl-CoA og síðan í þríkarboxýlsýru hringrás. Á sama tíma er hluti orkunnar geymdur í Krebs hringrásinni í formi ATP og NADH og FAD sameindir eru einnig endurheimtar. Við ferli glýkólýsu og þríkarboxýlsýruferlisins myndast koldíoxíð sem er aukaafurð lífsins. Við loftfirrðar aðstæður myndast laktat úr pyruvat með þátttöku laktatdehýdrógenasaensímsins og NADH oxast í NAD + sem er endurnýtt við glýkólýsuhvarf. Það er líka valleið fyrir umbrot monosaccharides - pentósa fosfat leiðina þar sem orkan er geymd í formi minnkaðs kóensíma NADPH og pentósar myndast, til dæmis, ríbósi, sem er nauðsynleg til myndunar kjarnsýra.

Fita á fyrsta stigi niðurbrots er vatnsrofin í frjálsar fitusýrur og glýserín. Fitusýrur eru sundurliðaðar meðan á beta oxun stendur til að mynda asetýl-CoA, sem síðan er frekar brotið niður í Krebs hringrásinni, eða fer í nýmyndun nýrra fitusýra. Fitusýrur losa meiri orku en kolvetni þar sem fita inniheldur sérstaklega fleiri vetnisatóm í uppbyggingu þeirra.

Amínósýrur eru ýmist notaðar til að mynda prótein og aðrar lífmólkorn eða oxast í þvagefni, koltvísýring og þjóna sem orkugjafi. Oxunarbraut amínósýra niðurbrots byrjar með því að fjarlægja amínóhópinn með transamínasaensímum. Amínóhópar eru notaðir í þvagefnisrásinni, amínósýrur sem skortir amínóhópa eru kallaðar ketósýrur. Sumar ketósýrur eru milliefni í Krebs hringrásinni. Til dæmis framleiðir deamination glútamats alfa-ketóglútarsýru. Einnig er hægt að breyta glýkógenum amínósýrum í glúkósa í glúkógenógen viðbrögðum.

Oxandi fosfórýlering Edit

Við oxandi fosfórýleringu eru rafeindir sem fjarlægðar eru úr fæðusameindum í efnaskiptaferlum (til dæmis í Krebs hringrásinni) fluttar yfir í súrefni og losaða orkan er notuð til að mynda ATP. Í heilkjörnungum er þetta ferli framkvæmt með þátttöku fjölda próteina sem eru fastir í hvatberahimnum, kallað öndunarkeðja rafeindaflutnings. Í fræðiritum eru þessi prótein til staðar í innri himnu frumuveggsins. Prótein í rafeindaflutningakeðjunni nota orkuna sem fæst með því að flytja rafeindir úr minni sameindum (t.d. NADH) yfir í súrefni til að dæla róteindum í gegnum himnuna.

Þegar róteindum er dælt skapast munur á styrk vetnisjóna og rafefnafræðilegur halli myndast. Þessi kraftur skilar róteindum aftur til hvatbera í gegnum basa ATP-synthasa. Rennsli róteinda veldur því að hringur á c-undireiningum ensímsins snýst, sem afleiðing þess að virka miðstöð syntasa breytir lögun sinni og fosfórlaterar adenósíndífosfat og breytir því í ATP.

Ólífræn orka Edit

Hemolithotrophs eru kallaðir prokaryotes, sem hafa sérstaka tegund af umbrotum, þar sem orka myndast vegna oxunar ólífrænna efnasambanda. Chemolithotrophs geta oxað sameinda vetni, brennisteinssambönd (t.d. súlfíð, brennisteinsvetni og ólífræn tíósúlföt), járn (II) oxíð eða ammoníak. Í þessu tilfelli er orkan frá oxun þessara efnasambanda mynduð af rafeindagleypum, svo sem súrefni eða nitrítum. Aðferðir við að afla orku frá ólífrænum efnum gegna mikilvægu hlutverki í slíkum lífefnafræðilegum lotum eins og asetogenesis, nitrification og denitrification.

Sólskinsorka Edit

Orka sólarljóss frásogast af plöntum, blásýrubakteríum, fjólubláum bakteríum, grænum brennisteinsbakteríum og sumum frumdýrum. Þessu ferli er oft sameinað umbreytingu koltvísýrings í lífræn efnasambönd sem hluti af ljóstillífunarferlinu (sjá hér að neðan). Kerfisöflun og kolefnisfesting í sumum fræðiritum geta virkað sérstaklega (til dæmis í fjólubláum og grænum brennisteinsbakteríum).

Í mörgum lífverum er frásog sólarorku í meginatriðum svipað og oxandi fosfórun, þar sem í þessu tilfelli er orkan geymd í formi róteindarstyrks halli og drifkraft róteindanna leiðir til myndunar ATP. Rafeindirnar sem eru nauðsynlegar fyrir þessa flutningakeðju koma frá ljósuppskerupróteinum sem kallast ljóstillífunarviðbragðsmiðstöðvar (til dæmis rhodopsins). Það fer eftir tegund ljóstillífunar litarefna og eru tvær tegundir af hvarfstöðvum flokkaðar, sem stendur eru flestar ljóstillífandi bakteríur aðeins ein tegund, á meðan plöntur og sýanobakteríur eru tvær.

Hjá plöntum, þörungum og blásýrubakteríum notar ljósmyndakerfi II orku ljóssins til að fjarlægja rafeindir úr vatni, þar sem sameind súrefni losnar sem aukaafurð viðbragðsins. Rafeindirnar fara síðan inn í b6f cýtókróm flókið sem notar orku til að dæla róteindum í gegnum thylakoid himnuna í klórplastum. Undir áhrifum rafefnafræðilegs hallis fara róteindir aftur í gegnum himnuna og kveikja á ATP syntasa. Rafeindirnar fara síðan í gegnum ljósmyndakerfi I og hægt er að nota þær til að endurheimta NADP + kóensímið, til notkunar í Calvin hringrásinni, eða til endurvinnslu til að mynda viðbótar ATP sameindir.

Anabolism - mengi efnaskiptaferla við lífmyndun flókinna sameinda með orkunotkun. Flóknu sameindirnar sem mynda frumuvirkin eru samstilltar í röð frá einfaldari forverum. Anabolism samanstendur af þremur aðalstigum, sem hvert um sig er hvötað af sérhæfðu ensími. Á fyrsta stigi eru undanfara sameindir samstilltar, til dæmis amínósýrur, einlyfjasöfn, terpenóíð og núkleótíð. Á öðru stigi er forverum sem eyða útgjöldum ATP-orku breytt í virkjað form. Á þriðja stigi eru virku einliða sameinuð í flóknari sameindir, til dæmis prótein, fjölsykrur, lípíð og kjarnsýrur.

Ekki allar lífverur geta myndað allar líffræðilega virkar sameindir. Sjálfvirkar aðgerðir (til dæmis plöntur) geta myndað flóknar lífrænar sameindir úr einföldum ólífrænum lág sameindaefnum eins og koltvísýringi og vatni. Heterotrophs þurfa uppsprettu flóknari efna, svo sem eins og monosaccharides og amínósýrur, til að búa til flóknari sameindir. Lífverur eru flokkaðar eftir helstu orkugjöfum þeirra: ljósmyndavíxlar og myndheterótrófar fá orku frá sólarljósi, en efnafræðilegar aðgerðir og kemóheterótrófar fá orku frá ólífrænum oxunarviðbrögðum.

Kolefnisbindingu Edit

Ljóstillífun er ferlið við að mynda sykur úr koldíoxíði þar sem nauðsynleg orka frásogast frá sólarljósi. Í plöntum, sýanobakteríur og þörungar, ljósgreining vatns á sér stað við ljóstillífun súrefnis, meðan súrefni losnar sem aukaafurð. Til að umbreyta CO₂ 3-fosfóglýserat notar orku ATP og NADP sem geymd er í ljóskerfi. Kolefnisbindandi viðbrögðin eru framkvæmd með því að nota ensímið ríbúlósa bisfosfat karboxýlasa og er hluti af Calvin hringrásinni. Þrjár tegundir ljóstillífunar eru flokkaðar í plöntur - meðfram leið þriggja kolefnis sameinda, meðfram leið fjögurra kolefnis sameinda (C4), og CAM ljóstillífun. Þrjár gerðir ljóstillífunar eru mismunandi hvað varðar koltvísýringsbindingu og inngöngu í Calvin hringrásina; í C3 plöntum er CO bindandi₂ á sér stað beint í Calvin hringrásinni og við C4 og CAM CO₂ áður innifalinn í öðrum efnasamböndum. Mismunandi ljóstillífun er aðlögun að mikilli sólarstreymi og þurrum aðstæðum.

Hjá ljóstillífandi fræðiritum eru verkun kolefnisbindingar fjölbreyttari. Hægt er að laga koltvísýring í Calvin hringrásinni, í öfugri Krebs hringrás, eða í asetýl-CoA karboxýleringsviðbrögðum. Prokaryotes - lyfjameðferð með efnum er einnig bindandi CO₂ í gegnum Calvin hringrásina, en orka frá ólífrænum efnasamböndum er notuð til að framkvæma viðbrögðin.

Kolvetni og Glycans Edit

Í ferlinu við sykuraukningu er hægt að breyta einföldum lífrænum sýrum í einlyfjasöfn, til dæmis glúkósa, og síðan nota þau til að mynda fjölsykrum, svo sem sterkju. Myndun glúkósa úr efnasamböndum eins og pýruvat, laktati, glýseríni, 3-fosfóglýserati og amínósýrum er kölluð glúkónógenes. Í ferlinu við glúkónógenesingu er pýruvat breytt í glúkósa-6-fosfat í gegnum röð milliefnasambanda, sem mörg eru einnig mynduð við glýkólýsu. Samt sem áður er glúkógenmyndun ekki bara glýkólýsa í gagnstæða átt, þar sem nokkur efnafræðileg viðbrögð hvata sérstök ensím, sem gerir það mögulegt að stjórna sjálfstætt myndunarferli og niðurbroti glúkósa.

Margar lífverur geyma næringarefni í formi fituefna og fitu, en hryggdýr hafa þó ekki ensím sem hvata ummyndun asetýl-CoA (afurð úr umbrotum fitusýra) í pýruvat (hvarfefni glúkógenmyndunar). Eftir langvarandi hungri byrja hryggdýrar að mynda ketónlíkama úr fitusýrum, sem geta komið í stað glúkósa í vefjum eins og heila. Hjá plöntum og bakteríum er þetta efnaskiptavandamál leyst með því að nota glýoxýlat hringrásina, sem gengur framhjá stigi dekarboxýleringu í sítrónusýruferlinu og gerir þér kleift að umbreyta asetýl-CoA í oxaloacetat og nota það síðan til nýmyndunar glúkósa.

Fjölsykrur gegna uppbyggingu og efnaskiptum, og einnig er hægt að sameina þau með lípíðum (glýkólípíðum) og próteinum (glýkópróteini) með því að nota oligosaccharide transferasa ensím.

Fitusýrur, ísóprenóíð og sterar breyta

Fitusýrur myndast af fitusýrugervum úr asetýl-CoA. Kolefnisspegill fitusýra er lengdur í hringrás viðbragða sem asetýlhópurinn fer fyrst í, síðan er karbónýlhópurinn minnkaður í hýdroxýlhópinn, þá myndast ofþornun og síðan endurheimt. Fitusýrulíffræðileg ensím eru flokkuð í tvo hópa: hjá dýrum og sveppum eru öll fitusýrumyndunarviðbrögð framkvæmd með einu fjölvirku próteini af tegund I, í plöntuplastíum og í bakteríum, hvötuð hver tegund af aðskildum tegundum II ensíma.

Terpenes og terpenoids eru fulltrúar stærsta flokks náttúrulyfja. Fulltrúar þessa efnaflokks eru afleiður af ísópren og eru myndaðir úr virkjuðum undanföllum ísópentýl pýrofosfats og dímetýlallyl pýrofosfats, sem síðan myndast við mismunandi efnaskiptaviðbrögð. Hjá dýrum og archaea eru ísópentýl pýrofosfat og dímetýlallyl pýrofosfat gerð úr asetýl-CoA í mevalonate leiðinni en í plöntum og bakteríum eru pýruvat og glýsaldehýð-3-fosfat hvarfefni utan mevalonate leiðarinnar. Við myndun viðbragða við sterum eru ísópren sameindir og mynda skvalen, sem mynda síðan hringlaga byggingu með myndun lanósteróls. Lanósteróli er hægt að breyta í önnur steralyf, svo sem kólesteról og ergósteról.

Íkorna Breyta

Lífverur eru mismunandi í getu þeirra til að mynda 20 algengar amínósýrur. Flestar bakteríur og plöntur geta myndað öll 20 en spendýr geta aðeins myndað 10 nauðsynlegar amínósýrur. Þannig að þegar um er að ræða spendýr þarf að fá 9 nauðsynlegar amínósýrur úr mat. Allar amínósýrur eru búnar til úr glýkólýsu milliefnum, sítrónusýruferli eða pentósaeinfosfatleið. Flutningur amínóhópa frá amínósýrum í alfa-ketósýrur er kallaður umbreyting. Gefendur amínóhópa eru glútamat og glútamín.

Amínósýrur tengd með peptíðskuldabréfum mynda prótein. Hvert prótein hefur einstaka röð amínósýruleifa (frumpróteinbygging). Rétt eins og hægt er að sameina stafina í stafrófinu við myndun næstum endalausra afbrigða af orðum, geta amínósýrur bindst í einni eða annarri röð og myndað margs konar prótein. Amínóasýl-tRNA gervigasímið hvatar ATP-háð viðbót amínósýra við tRNA með esterböndum, og amínóasýl-tRNA myndast. Amínóasýl-tRNA eru hvarfefni fyrir ríbósóm sem sameina amínósýrur í langar fjölpeptíðkeðjur með því að nota mRNA fylki.