Lastnosti ogljikovih hidratov:

• najbolj razširjena skupina biomolekul
• v strukturi imajo aldehidno/keto skupino in
• elemente: C, H, O (N, S, P)
• so energetsko bogate biomolekule
• v to skupino spadajo tudi glikoproteini (celični označevalci)

    Delitev  ogljikovih hidratov:

1. monosaharidi
2. disaharidi
3. polisaharidi

1. Monosaharidi: ketoze (aceton)

aldoze (glicerolaldehid)

Po številu C atomov ločimo:   trioze – glicerolaldehid

tetroze – eritroza

pentoze – D-riboza, D-ksiloza

heksoze – D-glukoza, D-galaktoza, D-fruktoza

Redukcija: – D-glukoza  ® D sorbitol

Reducira se aldehidna skupina (CHO ® CH₂OH)

dehidrogenaze (oksidoreduktaze)

2. Disaharidi: povezovanje monosaharidov z O – glikozidno vezjo (a 1-4)

maltoza (2 glukozi, a 1-4)

celobioza (2 glukozi, b 1-4)

laktoza (galaktoza+glukoza)

saharoza (glukoza+fruktoza) ® sladkor

Laktoza   ® laktaza (b – galaktozidaza)

laktozna intoleranca (napihnjenost, slabost)

3. Polisaharidi:
4. Rezervni polisaharidi (škrob, glikogen)

Škrob: glukoza-amiloza+amilopektin

Glikogen: v jetrih, mišicah

Dekstran: v kvasovkah, bakterijah

Inulin: v rastlinah (v artičoki)

1. Strukturni polisaharidi

Celuloza: sestavina lesa, vlaken

Hitin: zaščitni oklepi pajkovcev

Mukopolisaharidi: vezivno tkivo, hialuronska kislina

1. Glikoproteini so oligosaharidi na membranah E (krvne skupine ABO)

tumorski markerji

virusi imajo na membranah OSV

Glikoliza je najpomembnejši presnovni proces razgradnje glukoze v telesu.

Glikoliza:       – razgradnja glukoze

– kataboličen proces

– poteka v citoplazmi

– najpomembnejši ciklus presnove OH

– glikogen, škrob, fruktoza, glukoza, disaharidi

Reakcije glikolize: 

Fosforilacija (gluk.®gluk. 6P) (HK)

Izomerizacija (gluk.6P®frukt. 6P) (fosfoglukoizomeraza)

Mutarotacija (3 fosfoglicerat ® 2fosfoglicerat) (FG-mutaza)

Neto reakcija glikolize

glukoza + 2 Pi + 2 ADP + 2 NAD ®

2 piruvat + 2 ATP + 2 NADH + 2H⁺ + 2H₂O

Iz vsake molekule glukoze nastaneta 2 ATP in 2NADH.

V glikolizo vstopajo različni ogljikovi hidrati.

Metabolizem  piruvata:

• vstopa v procese fermentacije (mlečnokislinsko vretje) ® laktat
• vstopa v alkoholno vretje ® acetaldehid ® etanol
• vstopa v citratni ciklus, se oksidira do CO₂ in ATP v procesu OF

Presnovni procesi, ki so  poleg glikolize še pomembni za presnovo ogljikovih hidratov so:

1. MLEČNOKISLINSKA FERMENTACIJA

• Mlečno-kislinsko vretje
• Pretvorba glukoze v laktat
• Poteka pri anaerobih in v mišicah ob delu
• Piruvat +NADH +H+ ®laktat + NAD
• LDH-več izoencimov

2. ALKOHOLNA FERMENTACIJA

• Fermentacijski proces
• Pridobivanje alkohola s kvasovkami (Sacharomyces cerevisiae).
• Reakcija:piruvat ®acetaldehid ®alkohol
• Odvisnost od alkohola-drag zdr. problem
• Razgradnja v telesu- ADH, ALDH

1. acetaldehid
2. acetat in voda

3. CITRATNI CIKLUS

• V CC vstopa acetil CoA (nastane iz piruvata).
• V nizu reakcij nastajajo različni intermediati: citrat, izocitrat, ketoglutarat, oksalacetat, sukcinil CoA in koencimi: NADH, FADH2, ATP in CO2.
• Koencimi sodelujejo pri prenosu elektronov v dihalni verigi.

4. OSTALI CIKLUSI PRESNOVE OH

• Glukoneogeneza
• Korijev ciklus
• Glikogeneza
• Glikogenoliza
• Fosfoglukonatni ciklus

GLUKONEOGENEZA

• sinteza glukoze
• izhodne spojine: piruvat

laktat

glicerol

AK

• Reakcija: 2 piruvata +4 ATP +2 GTP +2NADH +2H +6 H2O ®glukoza +2NAD +4 ADP

+2GDP +6 Pi

KORIJEV CIKLUS

• jetra, mišice
• Aktivna skeletna mišica razgrajuje glukozo z GL in mlečno kisl. fermentacijo  do laktata.
• Laktat prehaja v jetra, kjer se v procesu GNG pretvori v glukozo.
• Glukoza v jetrih se v GL pretvarja v piruvat, ki se prenaša nazaj v jetra.

GLIKOGENEZA

• Glikogen je sestavljen iz D-glukopiranoznih enot, ki so med seboj povezane z 1α-4 in 1α-6 vezmi.
• Encim: glikogen-sintaza
• Največ se ga nahaja v mišicah (približno 75 %), jetrih (okoli 22%)
• Ob stradanju je glikogen iz jeter glavni vir glukoze v krvi

GLIKOGENOLIZA

• poteka v mišicah in jetrih
• hormonski odziv na epinefrin in/ali glukagon
• pospešuje jo encim: glukoza-6-fosfataza v jetrih (mišične celice tega encima nimajo)
• prirojene napake v razgradnji glikogena so nastanejo zaradi napak v sintezi encimov (nepravilna rast, mišični krči, mišična oslabljenost, v nekaterih primerih pa tudi smrt v otroštvu).

FOSFOGLUKONATNI CIKLUS

• Glukoza se v citosolu pretvori v riboza-5-fosfat + NADH + CO₂
• Fosfoglukonatna pot –ciklus regenaracije NADPH.
• Je edini proces katabolizma, kjer nastane NADPH.
• Je edini proces v katerem se glukoza pretvori v ribozo.
• Sinteza različno dolgih monosaharidov.

RIBOZA je monosaharid, ki nastane v fosfoglukonatnem ciklusu. Riboza je strukturni element RNA, deoksiriboza pa je v struktiri DNk

POMEN NADPH ZA GLUTATION

• Glutation-tripeptid v eritrocitih
• NADPH vzdržuje  GT v reducirani obliki.
• GT vzdržuje Fe v Fe 2+ obliki, ki lahko veže kisik.
• ¯ reduciranega GT ® hemolitična anemija
• Encim GPDH
• GPDH –genetska okvara ®GT ni v GT SH ®hemoliza Er

MITOHONDRIJ

• premer: 0,5 – 1 µm
• dolžine: 10 µm
• mišične celice: ~ 1000 MH
• struktura MH:

– zunanja membrana (prepušča majhne

molekule)

– notranja membrana (propustna za H⁺, vsebuje

prenašalce e, ATP-sintaza, …)

– medmembranski prostor

– matriks – razgradnja piruvata z PDH encimi

citratnega ciklusa.

PRESNOVNI CIKLUSI V MITOHONDRIJU

1. Citratni ciklus
2. Dihalna veriga
3. Beta oksidacija maščobnih kislin

CITRATNI CIKLUS

ANABOLIČNA  VLOGA  CC

Kopičenje  energije in substratov za druge cikluse:

• ATP + GTP
• intermediati CC so substrati: oksakacetat,

a- ketoglutarat,

sukcinil – CoA

• oksalacetat ® vstopa v GNG
• a – ketoglutarat ® v dušikov ciklus in sintezo AK
• Sukcinil -CoA

2. DIHALNA VERIGA

• Poteka na notranji mitohondrijski membrani
• Prenos elektronov med citokromi® ↑ prosta entalpija ® tvorba ATP
• ATP – sinteza + prenos elektronov ® OKSIDATIVNA FOSFORILACIJA

Pri rastlinah- fotosinteza

    CITOKROMI

• prenašalci elektronov, membranski proteini s prostetičnimi grupami za sprejem in oddajanje elektronov
• pomemben je vrstni red delovanja citokromov

CITOKROMI

Citokromi – prostetična grupa hem

NADH – koencim, najmočnejši reducent,
Prenešalni členi kompleksov so FMN in FAD

Ubikinon = koencim Q  (CoQ)

OKSIDACIJSKA REAKCIJA  DV

• Neto reakcija mitohondrijske oksidacije

NADH + H⁺ + 3 ADP + 3 P + ½ O₂ ® NAD⁺ + 4 H₂O + 3 ATP

Transport e- je povezan s fosforilacijo ADP.

Tkivo z veliko mitohondrijev je rjavkasto.

3. b-OKSIDACIJA MAŠČOBNIH KISLIN

• Razgradnja maščobnih kislin z lihim št C: v vsaki stopnji se odstrani ena enota iz 2 C
• Začetek procesa je na C3
• Poteka na notranji membrani