O metabolismo compreende de dois maiores parte: anabolism e catabolismo. O catabolismo é o grupo de processos metabólicos que dividem grandes moléculas. Estas moléculas mais complexas são divididas para produzir a energia necessária para várias funções do corpo. A energia é utilizada para a construção ou processos anabólicos.
Catabolismo em organismos diferentes
A natureza exacta destas reacções catabólicas difere do organismo ao organismo e os organismos podem ser classificados com base em suas fontes de energia e de carbono:
- nos organotrophs, as fontes orgânicas são usadas como uma fonte de energia
- nos lithotrophs, as carcaças inorgánicas são usadas
- nos phototrophs, a luz solar é usada como a energia química
As reacções comuns básicas no catabolismo incluem as reacções dos redox que envolvem transferência dos elétrons das moléculas fornecedoras reduzidas tais como moléculas orgânicas, água, amônia, sulfureto de hidrogênio ou íons ferrosos às moléculas do autómato tais como o oxigênio, o nitrato ou o sulfato.
Nos seres humanos e nos animais, as reacções dos redox envolvem as moléculas orgânicas complexas que estão sendo divididas a umas moléculas mais simples, tais como o dióxido de carbono e a água.
Em organismos fotossintéticos tais como plantas e cyanobacteria, estas reacções de elétron-transferência não liberam a energia. Estas reacções apenas ajudam a armazenar a energia absorvida da luz solar.
Classificação dos organismos baseados em seu metabolismo
| fonte de energia | luz solar | foto | | - troph |
| moléculas pré-formadas | chemo |
| doador de elétron | composto orgânico | | organo- | |
| composto inorgánico | litho- |
| fonte de carbono | composto orgânico | | hetero- |
| composto inorgánico | auto |
Fases do catabolismo
O catabolismo pode ser dividido em 3 palcos principais.
Fase 1 - Fase da digestão
As grandes moléculas orgânicas gostam de proteínas, lipidos e os polisacáridos são digeridos em seus componentes menores fora das pilhas. Esta fase actua no amido, na celulose ou nas proteínas que não podem directamente ser absorvidos pelas pilhas e pela necessidade se quebrar em suas unidades menores antes que possam ser usados no metabolismo da pilha.
As enzimas digestivas incluem as hidrolase do heterósido que digerem polisacáridos em monosaccharides ou em açúcares simples.
A enzima preliminar envolvida na digestão da proteína é o pepsina que catalisa a hidrólise não específica de ligações de peptide em um pH óptimo de 2. No lúmen do intestino delgado, o pâncreas segrega zymogens do trypsin, da quimotripsina, do elastase etc. Estas enzimas proteolytic quebram as proteínas para baixo em ácidos aminados livres assim como dipeptides e tripeptides. Os ácidos aminados livres assim como os di e os tripeptides são absorvidos pelas pilhas intestinais da mucosa que são liberadas subseqüentemente no córrego do sangue onde são absorvidas por outros tecidos.
Os ácidos aminados e os açúcares são bombeados então em pilhas por proteínas de transporte activo específicas.
Fase 2 - Liberação de energia
Uma vez que dividido estas moléculas são pegadas por pilhas e convertidas a contudo por moléculas menores, geralmente a coenzima A do acetil (acetil-CoA), que libera alguma energia.
Fase 3 - O grupo do acetil no CoA é oxidado para molhar e dióxido de carbono no ciclo de ácido cítrico e na corrente de transporte do elétron, liberando a energia que é armazenada reduzindo o dinucleotide de adenina de nicotinamida da coenzima (NAD+) no NADH.
Divisão do hidrato de carbono
Quando os hidratos de carbono complexos são quebrados formam açúcares ou monosaccharides simples. Isto é pegado pelas pilhas. Uma vez dentro destes açúcares submeta-se à glicólise, onde os açúcares tais como a glicose e a fructose são convertidos no piruvato e algum ATP é gerado. O piruvato é um intermediário em diversos caminhos metabólicos, mas a maioria é convertida ao acetil-CoA e alimentada no ciclo de ácido cítrico ou no ciclo do Kreb.
Dentro do ciclo de ácido cítrico mais ATP é gerado pelos monosaccharides. O produto o mais importante é o NADH, que está feito de NAD+ enquanto o acetil-CoA é oxidado. Esta oxidação libera o dióxido de carbono como uns restos da produção.
Quando não há nenhum oxigênio, a glicólise produz o lactato, através da desidrogenase do lactato da enzima, re-oxidando o NADH a NAD+ para reusar na glicólise.
A glicose pode igualmente ser dividida pelo caminho do fosfato do pentose, que reduz a coenzima NADPH e produz açúcares do pentose tais como o ribose, o componente do açúcar de ácidos nucleicos.
Divisão do ácido aminado
As proteínas são divididas em ácidos aminados. Os ácidos aminados são usados para sintetizar proteínas e outras biomoléculas, ou oxidados ao dióxido da uréia e de carbono como uma fonte de energia.
Em processo da oxidação, o amino grupo é removido primeiramente por um transaminase. O amino grupo é alimentado no ciclo da uréia, deixando um esqueleto deaminated do carbono sob a forma de um ácido do keto.
Estes ácidos do keto incorporam o ciclo de ácido cítrico. O glutamato, por exemplo, forma o α-ketoglutarate. Algumas das aminas podem igualmente ser convertidas na glicose, com o gluconeogenesis.
Algumas proteínas são incredibly estáveis, outro são muito breves. As breves proteínas jogam geralmente papéis metabólicos importantes. Os tempos da vida curto destas proteínas permitem que a pilha ajuste ràpida às mudanças no estado metabólico da pilha.
Divisão do lipido
As gorduras catabolised pela hidrólise aos ácidos gordos livres e ao glicerol. O glicerol incorpora a glicólise e os ácidos gordos são divididos pela beta oxidação para liberar o acetil-CoA. Este acetil co-Um alcança o ciclo de ácido cítrico em seguida. Os ácidos gordos liberam mais energia em cima da oxidação do que hidratos de carbono porque os hidratos de carbono contêm mais oxigênio em suas estruturas.
Calorias obtidas pela oxidação completa
- Rendimento 4 kcal/g. dos hidratos de carbono.
- Os hidratos de carbono têm que ser armazenados com água e cada 1g do glycogen é hidratado com água 2g. Hidratos de carbono hidratados: 1,3 kcal/g
- Gordura: 9 kcal/g (as gorduras não são hidratadas)
- Proteínas: 4 kcal/g
Fontes
- http://www.tamu.edu/faculty/bmiles/lectures/Protein%20Catabolism.pdf
- http://www.csun.edu/~jm77307/Fatty%20Acid%20Catabolism.pdf
- http://cronus.uwindsor.ca/units/biochem/web/biochemi.nsf/18e8732806421826852569830050331b/7a371e9af805f74e85256a4f00538021/$FILE/Energy%20metabolism.pdf
- http://www.oup.com/us/static/companion.websites/9780199730841/McKee_Chapter8_Sample.pdf
- http://www.unm.edu/~lkravitz/Article%20folder/Metabolism.pdf
- http://www.sci.sdsu.edu/TFrey/Chem365/Bioenerg&MetabCh13&14.pdf
- http://cronus.uwindsor.ca/units/biochem/web/biochemi.nsf/18e8732806421826852569830050331b/7a371e9af805f74e85256a4f00538021/$FILE/Amino%20acid%20catabolism.pdf
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