Download 01402313 Biochemistry II

01402313 Biochemistry II
19 Nov 2014
Metabolic Integration
(เมแทบอลิซึมผสมผสาน)
1
แบ่งเมแทบอลิซึมเป็ น 3 ส่วน
1. Catabolism
- สารอาหารที่เป็ นแหล่งพลังงาน ถูกออกซิไดซ์เป็ น CO2 และ H2O
- อิเล็กตรอนส่งให้ออกซิเจนผ่าน electron transport chain
- เข้า oxidative phosphorylation
- สร้าง ATP
- อิเล็กตรอนบางส่วนไปรีดิวซ์ NADP+ เป็ น NADPH ใช้ใน
anabolism
2
แบ่งเมแทบอลิซึมเป็ น 3 ส่วน
Catabolism ประกอบด้วย
- Glycolysis
- Citric acid cycle
- Electron transport and oxidative
phosphorylation
- Pentose phosphate pathway
สารตัวกลางต่าง ๆ ใน pathway เหล่านี้ ก็ทาหน้าที่เป็ น
substrate ใน anabolism ด้วย
3
แบ่งเมแทบอลิซึมเป็ น 3 ส่วน
2. Anabolism
- เป็ นปฏิกิริยาการสังเคราะห์โมเลกุลต่าง ๆ ภายในเซลล์
- ด้วยเหตุผลทางเทอร์โมไดนามิกส์ ทาให้เคมีของ anabolism
สลับซับซ้อนกว่า catabolism (ใช้พลังงานมากกว่าและมีหลาย
ขั้นตอนกว่า)
- ส่วนมากใช้สารตัวกลางที่มาจาก glycolysis และ citric acid
cycle โดยใช้ NADPH เป็ น reducing power และใช้
ATP เป็ นแหล่งพลังงาน
4
แบ่งเมแทบอลิซึมเป็ น 3 ส่วน
3. Macromolecular synthesis and growth
- สารที่ได้จาก anabolism เป็ นองค์ประกอบในการสร้างสารโมเลกุลใหญ่
โดยใช้พลังงานจาก ATP
- การสังเคราะห์โปรตีนใช้พลังงานหลักจาก GTP
- การสังเคราะห์ฟอสโฟลิพิดใช้พลังงานหลักจาก CTP
- การสังเคราะห์คาร์โบไฮเดรตใช้พลังงานหลักจาก UTP
สารโมเลกุลใหญ่ทาหน้าที่ทางชีวภาพและเป็ นข้อมูล โปรตีน กรดนิ วคลิอิกและลิพิด
จะประกอบตัวเองเป็ นเมมเบรน การเจริญเติบโตคือการรวมตัวของสารโมเลกุล
ใหญ่และแบ่งหน้าที่กบั ข้อมูลไปให้เซลล์ลกู ในระหว่างที่มีการแบ่งเซลล์
5
6
7
8
อวัยวะหลักมีบทบาททางเมแทบอลิซึมเฉพาะด้าน
• สมอง
- มี respiratory metabolism สูง
- ในผูใ้ หญ่ที่กาลังพักผ่อน 20% ของออกซิเจนใช้ในสมอง (แม้จะมี
มวลเพียง 2% ของมวลร่างกาย)
- ไม่มีแหล่งพลังงานสารอง ไม่มีไกลโคเจน โปรตีนที่ใช้ได้ หรือไขมัน
- ใช้พลังงานจาก glucose ที่ส่งมาทางเลือด
- ในสภาวะขาดอาหาร ใช้ ketone bodies
9
อวัยวะหลักมีบทบาททางเมแทบอลิซึมเฉพาะด้าน
• กล้ามเนื้ อ
- ในขณะพักผ่อน ใช้ออกซิเจนประมาณ 30% ของร่างกาย
- ขณะออกกาลังกายอย่างหนัก อาจเกิดเมแทบอลิซึมถึง 90% ของ
ร่างกาย
- ขณะพัก กล้ามเนื้ อใช้กรดไขมันอิสระ กลูโคสหรือ ketone
bodies เป็ นแหล่งพลังงาน โดยมีไกลโคเจนสะสมอยู่ 2% และมี
phosphocreatine 0.08%
- phosphocreatine ใช้ในการสร้าง ATP
10
อวัยวะหลักมีบทบาททางเมแทบอลิซึมเฉพาะด้าน
• หัวใจ
- กล้ามเนื้ อหัวใจมี mitochondria มาก ใช้พลังงานจากกรดไขมัน
เป็ นหลัก มี phosphocreatine และไกลโคเจนสะสมอยูเ่ พียง
เล็กน้อย
11
อวัยวะหลักมีบทบาททางเมแทบอลิซึมเฉพาะด้าน
• adipose tissue
- มี triacylglycerol สะสมอยูไ่ ด้ถึง 65% ของน้ าหนัก ในรูป
oil droplets
- นอกจากเป็ นพลังงานสะสมแล้ว ยังมีการสังเคราะห์และย่อยสลายอยู่
ตลอดด้วย
12
อวัยวะหลักมีบทบาททางเมแทบอลิซึมเฉพาะด้าน
• ตับ
- เป็ นศูนย์กลางของเมแทบอลิซึมในสัตว์มีกระดูกสันหลัง
- สารอาหารส่วนใหญ่ไปยังตับเพื่อย่อยสลายและส่งต่อไป (ยกเว้น
triacylglycerol จากอาหาร ซึ่งจะเกิดเมแทบอลิซึมส่วนใหญ่ใน
adipose tissue)
13
14