Hvad er Anabolisme?

Anabolisme er den proces, hvorved kroppen udnytter den energi, der frigives ved katabolisme, til at syntetisere komplekse molekyler. Disse komplekse molekyler udnyttes derefter til at danne cellestrukturer, der er dannet af små og enkle forløbere, der fungerer som byggesten.

Anabolismens stadier

Der er tre grundlæggende stadier af anabolisme.

• Stadie 1 omfatter produktion af forløbere såsom aminosyrer, monosaccharider, isoprenoider og nukleotider.
• Trin 2 indebærer aktivering af disse prækursorer til reaktive former ved hjælp af energi fra ATP
• Trin 3 indebærer samling af disse prækursorer til komplekse molekyler som proteiner, polysaccharider, lipider og nukleinsyrer.

Energikilder til anabole processer

De forskellige arter af organismer er afhængige af forskellige energikilder. Autotrofe organismer som f.eks. planter kan konstruere de komplekse organiske molekyler i cellerne som f.eks. polysaccharider og proteiner ud fra simple molekyler som kuldioxid og vand ved hjælp af sollys som energi.

Heterotrofe organismer kræver derimod en kilde til mere komplekse stoffer som f.eks. monosaccharider og aminosyrer for at producere disse komplekse molekyler. Fotoautotrofer og fotoheterotrofer får energi fra lys, mens kemoautotrofer og kemoheterotrofer får energi fra uorganiske oxidationsreaktioner.

Anabolisme af kulhydrater

I disse trin kan simple organiske syrer omdannes til monosakkarider som glukose og derefter bruges til at samle polysakkarider som f.eks. stivelse. Glukose fremstilles af pyruvat, laktat, glycerol, glycerat-3-fosfat og aminosyrer, og denne proces kaldes glukoneogenese. Glukoneogenese omdanner pyruvat til glukose-6-fosfat gennem en række mellemprodukter, hvoraf mange deles med glykolysen.

Usuelt kan fedtsyrer, der er lagret i fedtvæv, ikke omdannes til glukose gennem glukoneogenese, da disse organismer ikke kan omdanne acetyl-CoA til pyruvat. Dette er grunden til, at mennesker og andre dyr ved langvarig sult er nødt til at producere ketonstoffer fra fedtsyrer for at erstatte glukose i væv som f.eks. hjernen, der ikke kan omsætte fedtsyrer.

Planter og bakterier kan omdanne fedtsyrer til glukose, og de benytter sig af glyoxylatcyklusen, som omgår decarboxyleringstrinnet i citronsyrecyklusen og tillader omdannelse af acetyl-CoA til oxaloacetat. Herfra dannes glukose.

Glykaner og polysaccharider er komplekser af simple sukkerstoffer. Disse tilføjelser muliggøres af glycosyltransferase fra en reaktiv sukker-fosfatdonor, såsom uridindiphosphatglucose (UDP-glucose), til en acceptorhydroxylgruppe på det voksende polysaccharid. Hydroxylgrupperne på substratets ring kan være acceptorer, og de producerede polysaccharider kan således have lige eller forgrenede strukturer. Disse således dannede polysaccharider kan overføres til lipider og proteiner ved hjælp af enzymer kaldet oligosaccharyltransferaser.

Anabolisme af proteiner

Proteiner er dannet af aminosyrer. De fleste organismer kan syntetisere nogle af de 20 almindelige aminosyrer. De fleste bakterier og planter kan syntetisere alle tyve, men pattedyr kan kun syntetisere de ti ikke-essentielle aminosyrer.

Aminosyrerne er forbundet sammen i en kæde ved hjælp af peptidbindinger for at danne polypeptidkæder. Hvert forskelligt protein har en unik sekvens af aminosyrerester: dette er dets primære struktur. Polypeptidkæden gennemgår modifikationer, foldning og strukturelle ændringer for at danne det endelige protein.

Nucleotider fremstilles af aminosyrer, kuldioxid og myresyre i veje, der kræver store mængder metabolisk energi.

Puriner syntetiseres som nucleosider (baser knyttet til ribose). Adenin og guanin fremstilles f.eks. af prækursoren nukleosidet inosinmonofosfat, som syntetiseres ved hjælp af atomer fra aminosyrerne glycin, glutamin og asparaginsyre samt formiat, der overføres fra coenzymet tetrahydrofolat.

Pyrimidiner, som thymin og cytosin, syntetiseres fra basen orotat, som dannes fra glutamin og aspartat.

Anabolisme af fedtsyrer

Fedtsyrer syntetiseres ved hjælp af fedtsyresyntaser, der polymeriserer og derefter reducerer acetyl-CoA-enheder. Disse fedtsyrer indeholder acylkæder, der forlænges ved en cyklus af reaktioner, der tilføjer actylgruppen, reducerer den til en alkohol, dehydrerer den til en alkengruppe og derefter reducerer den igen til en alkangruppe.

I dyr og svampe udføres alle disse fedtsyresyntase-reaktioner af et enkelt multifunktionelt type I-protein. I planter, plasmider og bakterier udfører separate type II-enzymer hvert trin i vejen.

Andre lipider som terpener og isoprenoider omfatter carotenoiderne og udgør den største klasse af plante-naturprodukter. Disse forbindelser fremstilles ved samling og modifikation af isopren-enheder, der er afgivet fra de reaktive prækursorer isopentenylpyrofosfat og dimethylallylpyrofosfat. Hos dyr og archaea fremstiller mevalonatvejen disse forbindelser fra acetyl-CoA.

Kilder

Videre læsning

• Alt indhold om metabolisme
• Hvad er metabolisme?
• Videnskab om stofskifte
• Metabolisme Nøglebiokemikalier
• Metabolisme Katabolisme