Mindmap-Galerie Stoffwechsel und biologische Oxidation
Dies ist eine Mindmap über Stoffwechsel und biologische Oxidation, den gesamten Prozess des Stoff- und Energieaustauschs zwischen Organismen und der äußeren Umgebung. Einschließlich aller chemischen Veränderungen, die Stoffe im lebenden Körper durchlaufen, die als Stoffwechsel bezeichnet werden.
Bearbeitet um 2023-11-29 11:45:16Einhundert Jahre Einsamkeit ist das Meisterwerk von Gabriel Garcia Marquez. Die Lektüre dieses Buches beginnt mit der Klärung der Beziehungen zwischen den Figuren. Im Mittelpunkt steht die Familie Buendía, deren Wohlstand und Niedergang, interne Beziehungen und politische Kämpfe, Selbstvermischung und Wiedergeburt im Laufe von hundert Jahren erzählt werden.
Einhundert Jahre Einsamkeit ist das Meisterwerk von Gabriel Garcia Marquez. Die Lektüre dieses Buches beginnt mit der Klärung der Beziehungen zwischen den Figuren. Im Mittelpunkt steht die Familie Buendía, deren Wohlstand und Niedergang, interne Beziehungen und politische Kämpfe, Selbstvermischung und Wiedergeburt im Laufe von hundert Jahren erzählt werden.
Projektmanagement ist der Prozess der Anwendung von Fachwissen, Fähigkeiten, Werkzeugen und Methoden auf die Projektaktivitäten, so dass das Projekt die festgelegten Anforderungen und Erwartungen im Rahmen der begrenzten Ressourcen erreichen oder übertreffen kann. Dieses Diagramm bietet einen umfassenden Überblick über die 8 Komponenten des Projektmanagementprozesses und kann als generische Vorlage verwendet werden.
Einhundert Jahre Einsamkeit ist das Meisterwerk von Gabriel Garcia Marquez. Die Lektüre dieses Buches beginnt mit der Klärung der Beziehungen zwischen den Figuren. Im Mittelpunkt steht die Familie Buendía, deren Wohlstand und Niedergang, interne Beziehungen und politische Kämpfe, Selbstvermischung und Wiedergeburt im Laufe von hundert Jahren erzählt werden.
Einhundert Jahre Einsamkeit ist das Meisterwerk von Gabriel Garcia Marquez. Die Lektüre dieses Buches beginnt mit der Klärung der Beziehungen zwischen den Figuren. Im Mittelpunkt steht die Familie Buendía, deren Wohlstand und Niedergang, interne Beziehungen und politische Kämpfe, Selbstvermischung und Wiedergeburt im Laufe von hundert Jahren erzählt werden.
Projektmanagement ist der Prozess der Anwendung von Fachwissen, Fähigkeiten, Werkzeugen und Methoden auf die Projektaktivitäten, so dass das Projekt die festgelegten Anforderungen und Erwartungen im Rahmen der begrenzten Ressourcen erreichen oder übertreffen kann. Dieses Diagramm bietet einen umfassenden Überblick über die 8 Komponenten des Projektmanagementprozesses und kann als generische Vorlage verwendet werden.
Stoffwechsel und biologische Oxidation
Stoffwechsel
Konzept
Stoffwechsel:
Es ist der gesamte Prozess des Stoff- und Energieaustauschs zwischen Organismen und der äußeren Umgebung. Einschließlich aller chemischen Veränderungen, die Stoffe im lebenden Körper durchlaufen, die als Stoffwechsel bezeichnet werden.
Katabolismus:
Der Abbau von Nährstoffen in Energie und Substanzen, die zur Bereitstellung lebenswichtiger Aktivitäten erforderlich sind, wird als Katabolismus bezeichnet.
Anabolismus:
Die Nutzung der Strukturelemente kleiner Moleküle oder Makromoleküle und deren Umwandlung in die für den eigenen Bedarf benötigten Makromoleküle nennt man Anabolismus, auch Biosynthese genannt
Funktion
Besorgen Sie benötigte Stoffe aus der Umwelt
Bereitstellung der Energie, die für die Lebensaktivitäten von Organismen erforderlich ist
Verwandeln Sie von der Außenwelt erhaltene Materialien in strukturelle Originale Ihrer eigenen Zusammensetzung
Zusammenbau von Strukturelementen zu Organismus-spezifischen Makromolekülen
Biomoleküle mit verschiedenen Spezialfunktionen in Organismen synthetisieren oder abbauen
Grundprinzipien und Regeln
Stoffwechselprozesse werden durch eine Reihe enzymatischer Reaktionen unter milden Reaktionsbedingungen angetrieben
Das Gesamtprofil des Stoffwechsels ist dadurch gekennzeichnet, dass der Katabolismus zu wenigen Endprodukten konvergiert und der Anabolismus verzweigt, um viele Produkte zu produzieren
Die katabolen und anabolen Wege derselben Substanz sind keine einfachen reversiblen Prozesse, sondern es gibt gemeinsame Stoffwechselverbindungen
Verschiedene Stoffwechselwege sind in verschiedenen Regionen der Zelle lokalisiert
Der Stoffwechsel ist die Einheit von Stoffstoffwechsel und Energiestoffwechsel. Die Umwandlung und Übertragung von Energie erfolgt durch einige universelle Aktivierungsträger.
Der Stoffwechsel wird reguliert
Die grundlegenden Stoffwechselwege verschiedener Organismen sind hochkonserviert
Forschungsmethoden
Inhalt
Bestimmen Sie die Struktur und Funktion der Enzyme und Coenzyme, die an jeder Stoffwechselreaktion beteiligt sind
Bestimmen Sie die Strukturen, Namen und Reaktionstypen von Substraten, Zwischenmetaboliten und Endprodukten in einem Stoffwechselweg
Bestimmen Sie den Regulierungsmechanismus einer enzymatischen Reaktion
Materialien: Drosophila, Ratte, Maus, Seeigel, Xenopus, Taube, Kaninchen, Schimpanse, Chlorella, Mais, Escherichia coli, Bacillus subtilis, Saccharomyces cerevisiae, rotes Bäckerenzym, Tetrahymena, Escherichia coli-Phage
Ebene
In-vivo-Forschung
Verwendung ganzer Organismen, ganzer Organe oder Gruppen mikrobieller Zellen usw.
Ex-vivo-Forschung
Verwendung von Schnitten, Homogenaten oder Extrakten von Organen oder Geweben
Methode:
Methode zur Isotopenverfolgung
Enzyminhibitoren
erbliche Stoffwechselstörungen
NMR-Spektroskopie
Gasmessmethode
Chromatographie-Massenspektrometrie
Gentechnik
Metabolomik und Metabolomik
Genomik
Genom
Die gesamte DNA in Lebewesen
Transkriptom
Sämtliche RNA in Organismen
Proteom
Alle Proteine in Lebewesen
Metabolom
Alle niedermolekularen Metaboliten eines Organismus während eines bestimmten physiologischen Zeitraums
Forschungsmethoden
Probenentnahme, Probenvorverarbeitung, Trennung und Nachweis von Metaboliten, Datenvorverarbeitung, Datenanalyse
biologische Oxidation
Basiskonzept
Konzept
Der Oxidationsprozess von Stoffen in lebenden Organismen wird als biologische Oxidation bezeichnet. Er bezieht sich hauptsächlich auf den Prozess, bei dem beim Abbau von Zucker, Fett, Protein usw. im Körper allmählich Energie freigesetzt wird und letztendlich CO2 und H20 entstehen.
Bühne
Zucker, Lipide und Proteine werden in ihre Grundbausteine (Glukose, Fettsäuren, Glycerin und Aminosäuren) zerlegt. In diesem Stadium wird weniger Energie freigesetzt, weniger als 1 % der Gesamtenergie, und der größte Teil davon geht in Form von Wärmeenergie verloren.
Glukose, Fettsäuren, Glycerin und Aminosäuren durchlaufen eine Reihe enzymatischer Reaktionen, um Acetyl-CoA zu erzeugen. Die in dieser Phase freigesetzte Energie macht etwa ein Drittel der Gesamtenergie aus, von der ein Teil in hochenergetischen chemischen Verbindungen gespeichert ist
Acetyl-CoA tritt in den Tricarbonsäurezyklus ein und wird vollständig oxidiert, um CO2 zu erzeugen, und durchläuft gleichzeitig vier Dehydrierungen: Der entfernte Wasserstoff wird über die Atmungskette an Sauerstoff übertragen, um Wasser zu erzeugen, und gleichzeitig wird eine große Menge an Energie freigesetzt Zeit, von der ein Teil in ATP zur Verwendung durch den Körper gespeichert wird.
Merkmale
Befolgen Sie die allgemeinen Regeln von Redoxreaktionen (Oxygenierung, Dehydrierung, Elektronenverlust).
enzymatische Reaktion
Milde Reaktionsbedingungen (Körpertemperatur, nahezu neutraler pH-Wert)
Allmähliche Reaktion, allmähliche Freisetzung von Energie
Bei der Wasserproduktion entsteht ATP (oxidative Phosphorylierung)
Atmungskette
Konzept
Eine Reihe von Enzymen oder Coenzymen auf der inneren Mitochondrienmembran sind in einer bestimmten Reihenfolge angeordnet, um Wasserstoff oder Elektronen zu übertragen, die als Elektronentransportkette bezeichnet wird. Die Elektronentransportkette hängt mit der Zellatmung zusammen und wird daher auch Atmungskette genannt
Hauptzutaten
Nicotinamidadenindinukleotid (NAD): Coenzym verschiedener Dehydrogenasen, akzeptiert aus Metaboliten entferntes 2H (2H 2e) und überträgt es auf Flavoprotein (FP)
Flavoprotein (FP)
Prothetische Gruppe: Flavinmononukleotid (FMN)
Flavinadenindinukleotid (FAD)
Funktion: Katalysiert die Dehydrierung von Metaboliten und der entfernte Wasserstoff wird von FMN oder FAD aufgenommen
Eisen-Schwefel-Protein (Fe-S)
Es enthält Eisenatome und Schwefelatome, überträgt jeweils ein Elektron und ist ein Einzelelektronenübertragungskörper.
Eisen-Schwefel-Proteine liegen meist in Komplexen mit FP oder Cytochrom b vor.
Ubichinon (UQ, Q)
Lipidlösliches Chinil, die Seitenkette enthält mehrere Isopreneinheiten (Säugetier-Q10). Der einzige Nicht-Protein-Elektronenträger in der Elektronentransportkette
Cytochrom
Protein mit Häm als prothetischer Gruppe
Haupttypen: a, a3, b, C, C1
bs, S. 450
Befehl
Komplex I (NADH zu Ubiquinon)
NADH: Q-Oxidoreduktase oder NADH-Dehydrogenase
Flavoprotein (FMN), Eisen-Schwefel-Protein
Funktion: Der durch NADH entfernte Wasserstoff wird über FMN- und Fe-S-Proteine im Komplex I auf Q übertragen (mit Protonentransfer).
Komplex II
Succinat-Dehydrogenase
Funktion: Der durch Bernsteinsäure entfernte Wasserstoff wird über die FAD- und Fe-S-Proteine im Komplex II auf Q übertragen
Komplex III
Ubichinon: Cytochrom-C-Oxidoreduktase
Cytochrom BC, komplex
Einschließlich: Fe-S, Cytb, Cytc,
Rolle: Elektronen vom reduzierten Q auf Cytc übertragen (mit Protonentransfer)
Komplex IV
Cytochromoxidase
Darunter: Cytochrom a, a3 und Enzyme mit Kupferionen als prothetische Gruppen
Übertragen Sie Elektronen von Cytochrom C auf 1/2O2, aktivieren Sie Sauerstoff, um O2- zu erzeugen, und verbinden Sie sich schließlich mit 2H+ in der mitochondrialen Matrix, um H2O zu erzeugen
ATP-Synthese in Mitochondrien
ATP
Hochenergetische Verbindungen mit hochenergetischen Phosphatbindungen
Energiestoffe, die von lebenden Organismen direkt verwertet werden können
Wie ATP produziert wird
Phosphorylierung auf Substratebene: gekoppelt mit der Dehydrierungsreaktion, dem Prozess der direkten Energieübertragung in energiereichen Metabolitenmolekülen auf ADP, um ATP oder GTP zu erzeugen
Wenn hochenergetische Verbindungen Energie freisetzen, geht damit eine Phosphorylierung von ADP einher, um ATP zu erzeugen. Unabhängig vom Elektronentransfer in der Atmungskette
Oxidative Phosphorylierung: Der Prozess der Kopplung der ADP-Phosphorylierung zur Erzeugung von ATP während des Elektronentransferprozesses in der Atmungskette, auch bekannt als gekoppelte Phosphorylierung
Metaboliten werden oxidativ dehydriert und über die Atmungskette auf Sauerstoff übertragen, um Wasser zu erzeugen. Dabei wird Energie freigesetzt, wodurch ADP phosphoryliert wird, wodurch ATP entsteht.
Chemiosmose-Hypothese
Der Elektronentransport der inneren Mitochondrienmembran hat eine Protonenpumpenfunktion, die Protonen von der Matrixseite zur Außenseite der inneren Membran ausstoßen kann (Komplexe I, III, IV)
Die innere mitochondriale Membran lässt keinen Protonenrückfluss zu, wodurch ein elektrochemischer Gradient (transmembraner Protonengradient und Potentialgradient) innerhalb und außerhalb der Membran entsteht.
Der elektrochemische Gradient innerhalb und außerhalb der Membran treibt Protonen aus speziellen Kanälen zurück zur inneren Membranmatrix. Der Transmembranprozess setzt Energie frei und treibt die ATP-Synthese (ATP-Synthase) an.
anpassen
Die Geschwindigkeit der oxidativen Phosphorylierung wird hauptsächlich durch den Energiebedarf der Zelle (Atmungskontrolle) reguliert.
Wenn der ATP-Verbrauch steigt, ist die ADP-Konzentration hoch und die oxidative Phosphorylierung wird beschleunigt.
Das ATP/ADP-Verhältnis ist ein wichtiger Faktor bei der Regulierung der Geschwindigkeit der oxidativen Phosphorylierung
Regulierung der Schilddrüsenhormone
Schilddrüsenhormon aktiviert Na-K-ATPase auf den Zellmembranen verschiedener Gewebe
Patienten mit einer Schilddrüsenüberfunktion (Hyperthyreose) haben einen hohen Grundumsatz
Inhibitor
Inhibitoren der Atmungskette
Blockieren Sie den Elektronentransfer in einem bestimmten Teil der Atmungskette, um die Oxidation zu verhindern
ATP-Synthase-Inhibitor
Hemmt die ATP-Synthese und beeinflusst den Elektronentransfer in der Atmungskette
Entkopplungsmittel
Trennen Sie die beiden Kopplungsprozesse Elektronentransport und ATP-Bildung und hemmen Sie nur die ATP-Synthese, nicht jedoch den Elektronentransport.
nicht-mitochondriale oxidative Wege
mikrosomales Oxidationssystem
Monooxygenase-System (gemischte funktionelle Oxidase, Hydroxylase)
Ein Sauerstoffatom des katalysierten O2 wird an das Substratmolekül addiert (Hydroxylierung), und das andere Sauerstoffatom wird durch H zu H2O (H aus NADPH H) reduziert.
peroxisomales Oxidationssystem
Oxisosomen: Kommen in tierischen Leber-, Nieren- und Dünndarmschleimhautzellen vor
Enthält eine Vielzahl von Enzymen, die die Produktion von H2O2 katalysieren, und enthält außerdem Enzyme, die H2O2 zersetzen
Mitochondriale Erkrankungen
Mitochondriale Genmutationen
Mitochondrien und reaktive Sauerstoffspezies
Mitochondrien und Apoptose
Mitochondrien und Altern