Növénytan

Országok listájaHungaryPannon EgyetemGeorgikon Mezőgazdaságtudományi KarTermészetvédelmi mérnökiNövényszervezettan, NövényélettanNövénytan

Tartalomjegyzék

 TOC \o "1-4" \h \z \u  HYPERLINK \l "_Toc160282599" Légzés  PAGEREF _Toc160282599 \h 2
 HYPERLINK \l "_Toc160282600" A légzés fQbb szakaszai  PAGEREF _Toc160282600 \h 2
 HYPERLINK \l "_Toc160282601" Dehidrogenálás  PAGEREF _Toc160282601 \h 2
Végoxidáció  PAGEREF _Toc160282602 \h 2
 HYPERLINK \l "_Toc160282603" Glikolízis  PAGEREF _Toc160282603 \h 2
 HYPERLINK \l "_Toc160282604" A glikolízis szakaszai  PAGEREF _Toc160282604 \h 3
 HYPERLINK \l "_Toc160282605" Citrát-kör = trikarbonsav-ciklus  PAGEREF _Toc160282605 \h 5
 HYPERLINK \l "_Toc160282606" Glukoneogenezis  PAGEREF _Toc160282606 \h 6
 HYPERLINK \l "_Toc160282607" FQbb elágazások a légzésben  PAGEREF _Toc160282607 \h 7
 HYPERLINK \l "_Toc160282608" Pentózfoszfát-út, Shikimisav-út  PAGEREF _Toc160282608 \h 7
 HYPERLINK \l "_Toc160282609" Redukált koenzimek oxidációja  PAGEREF _Toc160282609 \h 8
 HYPERLINK \l "_Toc160282610" Végoxidáció - Mitokondriális oxidáció  PAGEREF _Toc160282610 \h 8
 HYPERLINK \l "_Toc160282611" Exomitokondriális légzés  PAGEREF _Toc160282611 \h 11


Légzés

A légzés: azon biokémiai folyamatok összessége, amelyek során szerves vegyületek légköri oxigén felhasználásával oxidatív reakcióban lebomlanak.

A légzés jelentQsége:
Intermediereket ( nyersanyagot ) szolgáltat más anyagok szintéziséhez
Energiát szolgáltat (ATP)
Az az energia szabadul fel, ami a fotoszintézis során beépült a szerves anyagokba.

Általános egyenlete:
RH + O2 = CO2 + H2O  energia

Az energiának egy része ATP formájában más folyamatokban hasznosul, másik része hQ formájában felszabadul.

Légzési hányados: RQ

RQ = [CO2]/[O2] = légzés során felszabadult CO2/légzésben felhasznált O2

Ha a fenti általános egyenletben RH helyére szénhidrátot helyettesítünk, akkor RQ értéke 1-hez közeli. Ha szerves savat helyettesítünk, akkor nagyobb, mint 1, zsírsavaknál pedig kisebb, mint 1.
A légzés fQbb szakaszai
Dehidrogenálás: a szubsztrátokról H-ek kerülnek le, és nukleotidokra kerülnek rá, így redukált nukleotidok jönnek létre.

Glikolízis
Citrát-kör
Pentózfoszfát-út

Végoxidáció: a redukált nukleotidokról H-ek kerülnek légköri oxigénre, H2O keletkezik.

Mitokondriális elektron transzportlánc
Oxidatív foszforilálás
Exomitokondriális légzés

Glikolízis
Glükózról kapta a nevét. Hexózok, illetve hexózfoszfátok piroszQlQsavvá (piruvát) (újabb eredmények szerint gyakran almasavvá) történQ lebontását glikolízisnek nevezzük. A citoplazmában játszódik le.
ÖsszesítQ egyenlet:
Glukóz + 2ADP + 2Pi + 2NADP+  SHAPE \* MERGEFORMAT  2 piroszQlQsav + 2 ATP + 2NADH



A glikolízis szakaszai:
A hexózok aktiválása: energia befektetéssel (pl. ATP felhasználással) hexózfoszfátok, illetve hexóz-biszfoszfátok jönnek létre
A 6 szénatomos szénlánc bontódása 2 db triózfoszfáttá (G-3-P; DHAP)
oxidációs folyamatok:
a G-3-P oxidációja PGA-á ATP és NADH képzQdése mellett
a PGA átalakulása piroszQlQsavvá ATP képzQdése mellett

 SHAPE \* MERGEFORMAT 
Triózfoszfát (DHAP) kerülhet a citoplazmába a kloroplasztiszból is: a fotoszintézis sötétszakaszában a Calvin-ciklusból kilépQ DHAP-ból és G-3-P-bQl keményítQ szintézis van. Mikor a szénhidrát felhasználás van túlsúlyban, a keményítQ lebomlik triózfoszfáttá a kloroplasztiszban és ilyen formában jut ki a citoplazmába.




Citrát-kör = trikarbonsav-ciklus
A glikolízis során keletkezQ piroszQlQsav vagy almasav a mitokondriumba transzlokálódhat. Az almasavból piroszQlQsav, a piroszQlQsavból ezután acetil-koenzim-A lesz.

 SHAPE \* MERGEFORMAT 
Acetil-koenzim-A-tól elindulva a folyamat során 2 CO2, 3 NADH, 1 FADH2 és 1 ATP keletkezik. A NADH és FADH2 visszaalakítása a Citrát-körhöz kapcsolódó mitokondriális elektron-transzportláncon történik. A felszabaduló energiát az oxidatív foszforiláció tárolja.
Glukoneogenezis
A glukoneogenezis szorosan kapcsolódik a glioxálsavciklushoz. A glioxálsavciklus mqködéséhez a citoplazma, mitokondrium és glioxiszóma (lásd elsQ óra) szoros együttmqködésére van szükség. A glioxálsavciklus nem általános a növényvilágban, olyan növényekben figyelhetQ csak meg, melyek magjaiban jelentQs mértékq a zsírok vagy olajok raktározása, és náluk is csak csírázás alatt megy végbe!!
A glioxiszómában lejátszódó folyamatok során izocitromsavból keletkezhet glioxálsav is. Ez egy molekula Acetil-CoA-val almasavvá alakulhat, ami a citoplazmába kijutva malát-dehidrogenáz hatására oxálecetsavvá alakul. Ha az oxálecetsavból PEP lesz, megkapjuk a GLUKONEOGENEZIS kiindulópontját.
A glukoneogenezis nem csupán a glikolízis megfordítása, mivel a glikolízisben vannak olyan folyamatok, melyek nem megfordíthatók (irreverzibilisek). Ezeket a folyamatokat helyettesíteni kell, ehhez pedig másfajta enzimekre is szükség van.

Egyik ilyen folyamat, mikor az oxálecetsavból PEP lesz. Ehhez a kulcsenzim a PEP-karboxikináz.
 SHAPE \* MERGEFORMAT 


Azért, hogy a fenti folyamat a PEP képzQdésének irányába legyen eltolva, gátolni kell a piruvát-kináz mqködését, ami a PEP-et visszaalakítaná oxálecetsavvá. Gátló számára a glioxiszómában keletkezQ citromsav és almasav, valamint a sok ATP.

A glikolízis másik megfordíthatatlan reakciója a foszfofruktokináz által katalizált reakció: Fr-1,6-P2 elQállítása. A glukoneogenezisben ezt a reakciót is helyettesíteni kell. A kulcsenzim a Fr-1,6-biszfoszfatáz.

 SHAPE \* MERGEFORMAT 


A glukoneogenezis alatt nagy az ATP koncentrációja, ami gátolja a foszfofruktokinázt, így a Fr-6-P nem tud Fr-1,6-P2-tá visszaalakulni, és nem tud a glukoneogenezissel párhuzamosan beindulni a glikolízis.
A PEP-karboxikináz és a Fr-1,6-biszfoszfatáz nagy aktivitása, valamint a glikolitikus reakciók gátlása miatt a glukoneogenezis sebessége a gliklízisének 10-szerese is lehet.
A glioxálsavciklus és a glukoneogenezis lipidraktározó tápszövettel rendelkezQ magok csírázásakor és spórák kihajtásakor figyelhetQ meg. A fotoszintézis megjelenésekor a magvak endospermiumában csökken, majd megszqnik a glioxálsavciklus enzimjeinek aktivitása, zöld szövetekben pedig egyáltalán nem mqködik ez a folyamat.
FQbb elágazások a légzésben
 SHAPE \* MERGEFORMAT 
Pentózfoszfát-út, Shikimisav-út
A pentózfoszfát-út a glikolízis kezdetén a Gl-6-P-nál ágazik le. Meghatározott körülmények között nem a glikolízis reakciói indulnak meg, hanem a Gl-6-P-ot a Gl-6-P-dehidrogenáz oxidálni fogja.
 SHAPE \* MERGEFORMAT 
A pentózfoszfát-útnak fontos intermedierje az eritróz-4-P, itt ágazik el a Shikimisav-út felé, ahol aromás vegyületek szintézise folyik. A Ribóz-5-P pedig a nukleotidok bioszintézisének kiindulópontja.
Azt, hogy a glikolízis vagy a pentózfoszfát-út játszódik le, két enzim, a foszfofruktokináz (ATP mennyisége szabályozza) és a Gl-6-P-dehidrogenáz (NADPH hat rá, a hatás pH függQ) aktivitásának aránya szabja meg.
Sérült, fertQzött, vagy öregedQ szövetekben megnQ a jelentQsége a glikolízishez képest. Ilyen szövetekben beindul az exomitokondriális légzés, mely a pentózfoszfát-út során keletkezQ NADPH-kat NADP-vé alakítja, így biztosított a Gl-6-P-dehidrogenáz mqködése. A pentózfoszfát-út felpörgésével nQ a nukleinsav szintézis, felpörög a belQle leágazó Shikimisav-út is, ahol antibakteriális és sejtfalépítQ (lignin) anyagok keletkeznek. Így a növény tud regenerálódni, védekezni.
Redukált koenzimek oxidációja
A glikolízisben és a trikarbonsav-ciklusban H-szállító koenzimek: NAD és FAD, illetve a pentózfoszfát-úton NADP redukálódik. E molekulák energiatartalma meglehetQsen nagy, visszaoxidálásukkal jelentQs mennyiségq energia szabadítható fel. A redukált koenzimek oxidációja kétféle lehet: mitokondriális (citokróm út, alternatív-út) és exomitokondriális (pl. pentózfoszfát-útnál keletkezQ NADPH oxidációja).

Végoxidáció - Mitokondriális oxidáció








Alternatív útnál csak az elsQ protonpumpa mqködik, az elektronok az UQ-nál (ubiqinon) kilépnek a láncból az alternatív oxidáz segítségével. Így viszont 1/3 annyi H+ jut az intermembrán térbe, 1/3 annyi ATP fog keletkezni. Cianidrezisztens-útnak is nevezik, mivel a cianid a citokróm-oxidázt (aa3)-t blokkolja, így csak az alternatív útnál tud elektron kilépni.

Exomitokondriális légzés
Azokat a redukált nukleotidokat alakítja vissza, melyek nem tudnak bejutni a mitokondriumba. Pl. amik a pentózfoszfát-útnál keletkeztek.

Visszaalakítási mechanizmusok:
reduktív folyamatokban vesznek részt: pl. nitrát redukciója ammóniává
zsírsavszintézisnél használódnak fel: pl. 1 palmitinsavhoz 14 NADPH kell
szabályozó folyamatokban vesznek részt: a toxikus kinont átalakítja fenollá NADPH felhasználásával























PAGE 


PAGE 2



Glükóz

Fruktóz

Glükóz-6-P

Fruktóz-6-P

ATP

ADP

ATP

ADP

Hexokináz

ATP

ADP

PPi

Pi

izocitromsav

ATP-dependens foszfofruktokináz

Fruktóz-1,6-biszfoszfát

G-3-P

DHAP

PP-dependens foszfofruktokináz

Aldoláz

Trióz-foszfát-izomeráz

3-PGS

ADP + Pi

ATP

NAD+

NADH

2-PGS

PEP

H2O

PiroszQlQsav

ADP

ATP

Piruvát kináz

Oxálecetsav

Almasav

Almasav dehidrogenáz

2. szakasz

1. szakasz

borostyánkQsav

oxálborostyánkQsav
instabil

Aromás AS család

Antibakteriális anyagok szintézise

Lignin

oxálecetsav

acetil-coA

Aszparagin család

±-keto-glutársav

Glutamin család

Izoprenoidok

Zsírsavak

Szukcinil-coA

Klorofill szintézis

Piruvát
család: alanin

Erjedés

Oxigén hiány

piroszQlQsav

Citrát kör
mitokondriumban

PEP

Eritróz-4-P

Shikimisav út
citoplazmában

3-PGS

Szerin család

Ribóz-5-P

NS szintézis

Glü-6-P

Pentóz-foszfát út
citoplazmában

Glikolízis
citoplazmában

Alanin

Erjedések: tejsavas, alkoholos

Anaerob út

Aerob út

2X

Sikiminsav-út felé

3.b szakasz

3.a szakasz

Mitokondrium

NADH

NADH

CO2

CO2

Acetil-CoA

oxálecetsav

citromsav

NADH

NADH

ATP

‘-keto-glutársav

FADH2

H2O

NAD

NADH

H2O

Szukcinil-CoA
Nagy energiájú

fumársav

MITOKONDRIUM

CITOPLAZMA

CO2

CO2

ADP

CO2

NADH

NAD

piroszQlQsav

almasav

almasav

oxálecetsav

piroszQlQsav

PEP

glikolízis

ATP

Oxálecetsav + ATP

PEP + CO2 +ADP

Glikolízisnél ez az út: piruvát-kináz

Glukoneogenezis: PEP-karboxikináz

Fruktóz-1,6-biszfoszfát + H2O

Fruktóz-6-foszfát + Pi

Glikolízisben:
Foszfofruktokináz
Magas ATP szint gátolja

Glukoneogenezisben:
Fr-1,6-biszfoszfatáz
(Fr-2,6-P2 gátolja)

6 Gl-6-P

6 NADPH

6 NADPH

12 NADPH

6 CO2

6 Ru-5-P

5 Gl-6-P

Hasonló témájú dokumentumok

Hozzászólások

... 03.04/2 1-8 aggregált kereslet apoptózis bácsó sándor bioetika biokémia biológia deriválás diák diffúzió dosztojevszkij eu logisztika eupol évszámok filozófia fogyasztói formanyomtatvány frei otto füvészkert gótika görögország helyi társadalom illeték információs társadalom jogelmélet képletek kérdések kiadott anyag környezetgazdaságtan kőzet közoktatási rendszer laskai gábor makroökonómia minőség művelődéstörténet növényszervezettan öko1 pénzpiac pol.komm pszichoszexuális fejlődés speech sounds teszt urbanisztika üzleti etika váll. pü. vektor vér vízlágyítás