Class Notes (835,638)
Canada (509,305)
Biology (Sci) (2,472)
BIOL 201 (261)
Pr. (1)
Lecture

Carbohydrates.docx

22 Pages
55 Views
Unlock Document

Department
Biology (Sci)
Course
BIOL 201
Professor
Pr.
Semester
Winter

Description
Glucose 2014­04­15 • Structures • ­ Monosaccharides with five or more carbons • • ­ exist predominantly in a cyclic form in solution How the body uses glucose ­ Stored as polysaccharides (glycogen starch) or as sucrose • ­ Energy Production  •   => oxidized via glycolysis to Pyruvate (3C) to give ATP and metabolic intermediates •   => oxidized via the pentose phosphate pathway to give ribose 5­phosphate and NADPH • • ­ Used in the synthesis of complex polysaccharides destined for the extracellular matrix and cell  wall. Cellular respiration 2014­04­15 Overview Glucose + oxygen = carbon dioxide + water + ‘energy’ C 6 O12+66O   2à   6CO  +26H O +2heat/ATP + FADH2 + NADH + GTP Steps of cellular respiration Glycolysis (6­carbon) à Pyruvate Oxidation (2x 3­carbon) à Citric Acid Cycle (2x 2­carbon) à Electron  Transport Chain (electrons (NADH/FADH )) 2 Glycolysis occurs in the cytoplasm Pyruvate oxidation and citric acid cycle occur in the mitochondria matrix. Electron transport and chemiosmosis occur in the inner membrane of the mitochondria. Results in production of 38 ATP per glucose molecule (theoretically), but in reality its lower because of  metabolic inefficiency. Substrate level phosphorylation: ATP produced from ADP by a substrate coming from outside of the  electron transport chain. Oxidative phosphorylation: ATP production from ADP by the electron transport chain Energy molecules + NAD  à NADH (gains 1 hydrogen/2 electrons) 1 NAD  = 3 ATP after electron transport chain => Major metabolic producer FAD à FADH  (g2ins 2 hydrogens/2 electrons) 1 FADH  2 2 ATP ADP à ATP (gains phosphate) Glycolysis 2014­04­15 Glucose  ▯ Pyruvate Glycolysis 2014­04­15 Oxygen not required (anaerobic) Glucose ▯ glucose 6 phosphate ▯  fructose 6 phosphate ▯ fructose 1,6 biphosphate ▯ DHP ▯ 2 G3P ▯ 2  pyruvate Net production of 2 ATP + 2 NADH ­ Consumes 2 ATP ­ Produces 4 ATP + 2 NADH Step 1  ▯ Glucose 6 phosphate production Conversion of glucose into G6P requires ATP and hexokinase (phosphorylating enzyme). Hexokinase IsoEnzyme Activity Isoenzyme = different gene sequence but same activity. Muscle     Hexokinases that operate in the muscle don’t have a fine regulation, the goal is to consume glucose. Hexokinase l  Hexokinase ll Hexokinase lll => they all have similar kinetics: hyperbolic shape (but they still are under allosteric control) Glycolysis 2014­04­15 => very high activity at small glucose concentration; K M 0.1 mM (can readily be used for glycolysis) => are allosterically inhibited by their product G6P Liver     Hexokinase lV => Maintains blood glucose homeostasis; average activity at average glucose concentration; K = ~ M   mM (more regulatory carateristic) => regulated by blood glucose level, and F6P not by G6P Liver hexokinase Glucose enters the cytosol and gets phosphorylated by hexokinase IV, and becomes G6P and then is  converted to F6P. Glucose positively regulates hexokinase IV by binding to a regulatory protein that makes hexokinase IV  leave the nucleus and come in the cytosol. Fructose 6 phosphate negatively regulates hexokinase IV by binding to a regulatory protein that will move  hexokinase IV out of the cytosol (bring it back to the nucleus). Glycolysis 2014­04­15 High glucose in the liver cell => production of G6P ▯ F6P => if unused (rest, very big meal, eating while not  being hungry) => F6P accumulates => inhibit glycolysis High glucose in the liver => production of G6P ▯ F6P => if used (exercise, small meal, very hungry) => F6P   doesn’t accumulate => doesn’t inhibit glycolysis Step 2  ▯ Fructose 6 phosphate production Doesn’t require any enzyme or energy.  Only a change structure. Step 3  ▯ Fructose 1,6 biphosphate production The conversion of F6P to F1,6BP requires ATP and PFK1 (phosphorylating enzyme)  This production (specifically the enzyme PFK1) is up­regulated by : ­ fructose 2,6 biphosphate (see below)  ­ ADP (reflects a need for energy) ­ AMP And is down­regulated by: ­ ATP (reflects high glucose level) ­ Citrate (reflects low activity of the citric acid cycle, low need of glucose) Regulation of fructose 2,6 biphosphate Is made from fructose 6 phosphate using energy and PFK2 (phosphorylating enzyme) Glycolysis 2014­04­15  in blood glucose level leads to  in blood insulin level => Insulin increases PFK­2 activity (by dephosphorylating it) thus increasing F26BP levels Result:  glycolysis in the liver  => Blood glucose levels are reduced Gluconeogenesis 2014­04­15 Metabolic precursors  In mammals metabolic precursors for gluconeogenesis include : lactate pyruvate glucogenic amino acids glycerol Mutual exclusivity Is the opposite of glycolysis and so they can’t occur at the same time. Those two reactions are independently inversely regulated at three distinct points by separate enzymes. • Conversion of fructose 1,6 biphosphate in fructose 6 phosphate Requires H2O and fructose 1,6 biphosphatase (dephosphorylating enzyme). FBPase­1 activity is downregulated by: ­ fructose 2,6 biphosphate (see below) Gluconeogenesis 2014­04­15 ­ AMP Regulation of fructose 2,6 biphosphate F26BP is the key allosteric regulator for PFK1 and FBPase1: it up­regulates glycolysis and down regulate  gluconeogenesis at the same time. Is made from fructose 6 phosphate usi
More Less

Related notes for BIOL 201

Log In


OR

Join OneClass

Access over 10 million pages of study
documents for 1.3 million courses.

Sign up

Join to view


OR

By registering, I agree to the Terms and Privacy Policies
Already have an account?
Just a few more details

So we can recommend you notes for your school.

Reset Password

Please enter below the email address you registered with and we will send you a link to reset your password.

Add your courses

Get notes from the top students in your class.


Submit