Kompartmentace
metabolických dějů
Buňka je členěna na oddíly membránou ohraničenými organelami.
V různých částech buňky probíhají různé metabolické dráhy díky různému
enzymovému vybavení organel i samotné cytoplazmy:
|
oddíl buňky |
metabolické dráhy |
|
cytoplazma |
Glukoneogeneze
(z oxalacetátu nebo glycerolu) Syntéza a odbourávání glykogenu Syntéza a degradace purinových
a pyrimidinových nukleotidů Syntéza neesenciálních aminokyselin |
|
|
Oxidační dekarboxylace 2-oxokyselin
(pyruvátdehydrogenázový komplex) Dýchací řetězec (vnitřní
mitochondriální membrána) Aerobní fosforylace (vnitřní
mitochondriální membrána) Začátek glukoneogeneze Začátek a konec syntézy hemu Začátek syntézy urey Oxidační deaminace glutamátu Syntéza ketolátek |
|
hladké
endoplazmatické
retikulum |
Syntéza triacylglycerolů a fosfolipidů |
|
syntéza proteinů (translace, posttranslační modifikace) |
|
|
|
posttranslační modifikace proteinů třídění proteinů export proteinů (tvorba sekrečních váčků) |
|
|
hydrolýza proteinů, sacharidů, lipidů a nukleových kyselin |
|
oxidační reakce vyžadující O2 využití peroxidu vodíku |
|
|
|
replikace a transkripce DNA syntéza RNA |
|
|
úprava RNA syntéza ribozómů |
|
|
syntéza proteinů |
Kromě rozdílné distribuce enzymů je v různých oddílech buňky i různá
distribuce substrátů a produktů, dále některé koenzymy nemohou být
transportovány mezi jednotlivými kompartmenty (např. molekuly NADH a koenzymu A
neprocházejí vnitřní mitochondriální membránou). Kompartmentace tak usnadňuje
regulaci protichůdných dějů (např. syntéza mastných kyselin probíhá
v cytoplazmě, jejich odbourávání v mitochondrii). Rychlost
biochemických reakcí v jednotlivých oddílech buňky závisí hlavně na
rychlosti přesunu substrátů na místo jejich přeměny (viz. např. regulace beta‑oxidace),
na rychlosti odčerpávání produktů jinými metabolickými drahami nebo jen pryč
z daného kompartmentu či z buňky (např. reoxidace NADH v dýchacím
řetězci navazující na citrátový cyklus; transport nadbytečného citrátu, který
vznikl v mitochondrii, do cytoplazmy, kde slouží jako regulační efektor).
Děje na sebe přímo navazující probíhají blízko sebe i co se týká lokalizace
(např. již zmíněný citrátový cyklus a dýchací řetězec), což zvyšuje rychlost
následných reakcí na základě místního nahromadění vyšší koncentrace substrátu.
Literatura:
Karlson, P.; Gerok,
W.; Gross, W.: Pathobiochemie, 2. vyd. Academia, Praha 1987
Koolman,
J.; Röhm, K., H.: Color Atlas of Biochemistry. Thieme, Stuttgard, 1996. ISBN
3-13-100371-5
Devlin, T. M.
(editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th
ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2
Další informace:
Vladimíra
Kvasnicová (květen 2004)