Transcript Respiration & Metabolism

Disanje i metabolizam
carstvo biljaka
Šta se dešava sa
glukozom iz fotosinteze?
•
•
•
•
•
Oksiduje se uz oslobadjanje energije
Konvertuje se u saharozu(transport)
Skrob/Celuloza (polisaharidi)
Amino kiseline (proteini)
Masti i ulja (lipidi)
Zašto biljke treba da imaju aktivan sistem
za respiraciju (da bi generisale ATP i
NADPH) kad se oni već produkuju u
procesu fotosinteze?
1. Biljkama su potrebni ATP i NADPH i
tokom noći.
2. Lokacija fotosintetičkog ATP i
NADPH je nepovoljna.
Disanje
C6H12O6 + 6O2 ----> 6CO2 + 6H2O + Energy
Proces se odigrava ne vise mesta u ćeliji.
Podrazumeva mnogobrojne reakcije.
e- transportni lanac se bitno
razlikuje od Z šeme
Sinteza ATP u mitohondrijama je po
mehanizmu slična sintezi u hloroplastima.
Generiše se protonski gradijent tako što se
H+ ion transportuje iz mitohondrijalnog
matrixa u intermembranski prostor
ATP sintaza generiše ATP pri čemu se
smanjuje protonski gradijent.
Disanje je proces koji se sastoji
od tri koraka
• Glikoliza (u citoplazmi)
• Krebsov ciklus (u mitohondrijama)
(TCA cycle)
• Elektron-transportni lanac
(u mitohondrijama)
D
I
S
A
N
J
E
Kako glukoza, ili drugi ugljeni hidrati
ulaze u glikolizu?
1. Fosforilaza skroba produkuje
Glucose-1-P.
2. Hidroliza skroba produkuje glukozu.
3. Saharoza se invertuje (or sucrose
synthase produces a UDP-glucose +
fructose).
Glikoliza
Krebsov ciklus
Electron Transport
Putevi disanja koji su karakteristični
samo za biljke
1. External NADPH Dehydrogenase Facilitates transfer of reducing energy to
ubiquinone in mitochondrial membrane
but only 6 H+ gradient is achieved.
2. Rotenone-insensitive NADH
Dehydrogenase - Rotenone blocks the first
step of electron transfer in nearly all all
living cells. However, this alternative
dehydrogenase facilitates transfer of
internal NADH to ubiquinone.
Putevi disanja koji su karakteristični
samo za biljke
3. Cijanid insenzitivno disanje CN-, CO, NO ili N3-, inhibiraju cyitohrom
c oksidazu. U animalnim sistemima, oni
kompletno inhibiraju disanje, ali kod
biljaka postoji alternativna oksidaza koja
prima electrone sa ubiquinona. However,
only 3 or less H+ ions are extruded so
only 1 or less ATP’s are formed. Veruje
se da je funkcija ovog puta bitna za
termogenezu i disipaciju viška energije.
Veza između,
ugljenih hidrata
masti i proteina
Alkoholna fermentacija
Mlečno kiselinska fermentacija
Faktori koji utiču na intenzitet disanja
1. Svetlost
Nije poznato da li mitohondrije
generišu više ATP na svetlosti, ali
može biti da je TCA ciklus
potreban da generiše neophodne
ugljenične skelete. Osvetljeni
listovi dišu intenzivnije nego
listovi u senci.
Faktori koji utiču na intenzitet disanja
2. Temperatura
Sa povećanjem temperature od 5
do 25ºC, brzina mnogih reakcija u
disanju raste eksponencijalno.
Q10 =
Rate at (t +10)ºC
Q10 often equals 2.0.
Rate at (t)ºC
Faktori koji utiču na intenzitet disanja
3. Obskrbljenost kiseonikom
Obično 250 µM u citoplazmi, a
citohrom c oksidaza ima Km od
približno 1 µM. Naravno, u
uslovima prezasićenosti vodom, u
intercelularnim prostorima nema
vazduha i dolazi do kiseonične
deficijencije.
Factors Not Covered in This Session
1. Glyoxylate Cycle
Conversion of lipids to sucrose.
2. Climacteric
A rise in respiration in senescing
tissues.