Окислительное декарбоксилирование пирувата.

биохимический процесс, заключающийся в отщеплении одной молекулы углекислого газа (СО2) от молекулы пирувата и присоединения к декарбоксилированному пирувату кофермента А (СоА) с образованием ацетил-СоА; является промежуточным этапом между гликолизом и циклом трикарбоновых кислот. Декарбоксилирование пирувата осуществляет сложный пируватдегидрогеназный комплекс (PDH), включающий в себя 3 фермента и 2 вспомогательных белка, а для его функционирования необходимы 5 кофакторов (СоА, NAD+, тиаминпирофосфат (ТРР), FAD и липоевая кислота (липоат)). Суммарное уравнение окислительного декарбоксилирования пирувата таково. Окислительное декарбоксилирование пирувата — необратимый процесс. Образующийся в ходе этого процесса NADH впоследствии отдаёт гидридный ион (Н-) в дыхательную цепь, в которой при аэробном дыхании конечным акцептором электронов является кислород, а при анаэробном — другие окисленные соединения (например, сульфат, нитрат). Перенос электронов с NADH на кислород даёт 2,5 молекулы ATP на пару электронов. Необратимость реакции, осуществляемой пируватдегидрогеназным комплексом, была показана в исследованиях с применением радиоактивных изотопов: комплекс не может обратно присоединить меченый СО2 к ацетил-СоА с образованием пирувата

28. Цикл трикарбоновых кислот — это завершающий этап катаболизма не только углеводов, но и всех остальных классов органических соединений. Это обусловлено тем, что при распаде углеводов жиров и аминокислот образуется общий промежуточный продукт уксусная кислота, связанная со своим переносчиком- коферментом А в форме ацетилкофермента А.

Цикл трикарбоновых кислот протекаает в митохондриях с обязательным потреблением кислорода и требует функционирования тканевого дыхания.

На первой стадии цикла остаток уксусной кислот ыпереносится молекулами ацетилкофермента А на молекулу щавелево-уксусной кислоты с образованием лимонной кислоты:

(лимонная кислота содержит три карбоксильные группы, т.е является трикарбоновой кислотой)

Далее, от лимонной кислоты поочередно отщепляются две молекулы Со2 и четыре пары атомов водорода и вновь образуется щавелево-уксусная кислота.

Ци́кл трикарбо́новых кисло́т (цикл лимо́нной кислоты́ — центральная часть общего пути катаболизма, циклический биохимический процесс, в ходе которого ацетильные остатки (СН3СО–) окисляются до диоксида углерода (CO2). При этом за один цикл образуется 2 молекулыCO2, 3 NADH, 1 FADH2и 1 ГТФ (или АТФ) лектроны, находящиеся на NADH и FADH2, в дальнейшем переносятся на дыхательную цепь, где в ходе реакций окислительного фосфолирования образуется АТФ.

Цикл трикарбоновых кислот— это ключевой этап дыхания всех клеток, использующих кислород, центр пересечения множества метаболически путей в организме, промежуточный этап между гликолизом и электронтранспортной цепью. Кроме значительной энергетической роли циклу отводится также и существенная пластическая функция, то есть это важный источник молекул-предшественников, из которых в ходе других биохимических превращений синтезируются такие важные для жизнедеятельности соединения, как аминокислоты, углеводы, жирные кислоты и др.

29. Гексозодифосфатный путь
ГДФ путь может протекать аэробно и анаэробно
Аэробный функционирует постоянно, а анаэробный- распад углеводов наблюдается только при повышенной потребности клеток в энергии, в основном в скелетных мышцах.

Аэробный распад глюкозы сложный многостадийный процесс включающий десятки промежуточных реакций приводящих в конечном счете к образованию углекислого газа и воды с выделением большого количества энергии

Первый этап ГДФ-пути происходит в цитоплазме клеток. Этот этап называют гликолизом.

Из одной молекулы глюкозы образуется две молекулы фосфоглицеринового альдегида, всего синтезируется десять молекул АТФ (шесть аэробно, четыре анаэробно)При этом расходуется две молекулы АТФ на активизацию глюкозы и фруктозо-6-фосфата. В итоге превращение глюкозы в пируват сопровождается синтезом восьми молекул АТФ.

Суммируя уравнения всех стадий, можно получить итоговое уравнение первого этапа ГДФ-пути:

Глюкоза: СН6Н12О + 8 АДФ + 8 Н3РО4 ---> 2 С3Н4О3 + 2Н2О + 8 АТФ (пируват)

При анаэробном пути распада (анаэробный гликолиз)

Гликолиз полностью протекает в цитоплазме клеток и синтез АТФ происходит только анаэробно.

В мышцах гликолизу в соновном подвергается гликоген и его анаэробному распаду соответствует следующее итоговое уравнение:

Анаэробный распад гликогена является дополнительным способом получения АТФ при выполнении интенсивной мышечной работы, протекающим без участия митохондрий и потребления кислорода.

Анаэробный распад глюкозы наблюдается главным образом в эритроцитах, в которых отсутствуют митохондрии. Для этих клеток гликолиз является основным источником энергии

30. ГМФ(гексозомонофосфатный) путь распада углеводов

Распаду по ГМФ пути в организме подвергается незначительная часть глюкозы (5-10%)

Данный путь распада тв основном встречается в печени, надпочечниках, эритроцитах, жировой ткани, и протекает в цитоплазме клетки.

ГМФ-путь распада глюкозы имеет анаболическое назначение и обеспечивает различные синтезы рибозой и водородом в форме НАДФ-Н2

ГМФ-путь можно разделить на два этапа, причём первый этап протекает обязательно, а второй не всегда.

1 этап:начинается с перехода глюкозы в активную форму глюкозо-6-фосфат, от которого затем отщиплается молекула углекислого газа и две пары атомов водорода, присоединяющиеся к коферменту НАДФ (никотинамидадениндинуклеотидфосфат). Конечный продукт рибозо-5-фосфат (моносахарид, содержащий 5 атомов углерода и связанный с остатком фосфорной кислоты, т.е пентозофосфат)

Образовавшийся НАДФ-Н2 поставляет атомы водорода в различные синтетические процессы, в том числе для синтеза жирных кислот и холестерина. Рибозо-5-фосфат используется для синтеза нуклеотидов из которых далее образуются нуклеиновые кислоты и коферменты.

Второй этап протекает тогда, когда рибозо-5-фосфат полностью не раходуется для синтезов. Не использованные молекулы этого вещества во взаимодействия друг с другом, в ходе которых они обмениваются группами атомов и в качестве промежуточных продуктов появляются моносахариды с различным числом атомов углерода. 6Рибоз-5-фосфатов-->5глюкозы -6-фосфата (эти два этапа — пентозный цикл — циклич.характер)

31. Регуляция углеводного обмена
У высших организмов обмен углеводов подвержен сложным механизмам регуляции, в которых участвуют гормоны, метаболиты и коферменты. Представленная здесь схема относится к печени, которая занимает в углеводном метаболизме центральное место. Некоторые из представленных механизмов не действуют в других тканях.
Одной из важнейших функций клеток печени является накопление избыточной глюкозы в виде гликогена и ее быстрое высвобождение по мере метаболической необходимости (буферная функция). После полной мобилизации запасов гликогена печень может поставлять глюкозу за счет синтеза de novo (глюконеогенез). Кроме того, как и все ткани, она потребляет глюкозу путем гликолиза. Функции накопления (синтеза) глюкозы в виде гликогена и его распада должны быть взаимосогласованы. Таким образом, совершенно невозможно одновременное протекание гликолиза и глюконеогенеза, как и синтеза и деградации гликогена. Согласование процессов обеспечивается тем, что синтез (анаболизм) и распад (катаболизм) катализируются двумя различными ферментами и контролируются независимо. На схеме показаны только эти ключевые ферменты.
Гормоны. К гормонам, которые влияют на углеводный обмен, принадлежат пептиды инсулин и глюкагон, глюкокортикоид кортизол и катехоламин адреналин. Инсулин индуцирует синтез de novo гликоген-синтазы [1], а также некоторых ферментов гликолиза [3, 5, 7]. Одновременно инсулин подавляет синтез ключевых ферментов глюконеогенеза (репрессия, [4, 6, 8, 9]). Глюкагон как антагонист инсулина действует в противоположном направлении: индуцирует ферменты глюконеогенеза [4, 6, 8, 9] и репрессирует пируваткиназу [7], ключевой фермент гликолиза. Другие аффекты глюкагона основаны на взаимопревращении ферментов и опосредованы вторичным мессенджером цАМФ это механизму тормозится синтез гликогена [1] и активируется расщепление гликогена [2]. Подобным образом действует и адреналин. Торможение пируваткиназы [7] глюкагоном также обусловлено взаимопревращением ферментов.
Глюкокортикоиды, прежде всего кортизол индуцируют все ключевые ферменты глюконеогенеза [4, 6, 8, 9]. Одновременно они индуцируют ферменты деградации аминокислот и обеспечивают тем самым глюконеогенез исходными соединениями.
Метаболиты. Высокие концентрации АТФ (АТР) и цитрата тормозят гликолиз путем аллостерической регуляции фосфофруктокиназы. Кроме того, АТФ тормозит пируваткиназу. Ингибитором пируваткиназы является ацетил-КоА. Все эти метаболиты образуются при распаде глюкозы (торможение конечным продуктом). АМФ (AMP), сигнал дефицита АТФ, активирует расщепление гликогена и тормозит глюконеогенез.
Б. Фруктозо-2,6-дифосфат
Важную роль в обмене веществ в печени играет фруктозо-2,6-дифосфат. Это сигнальное вещество образуется в незначительных количествах из фруктозо-6-фосфата и выполняет чисто регуляторную функцию: стимулирует гликолиз путем активации фосфофруктокиназы и подавляет глюконеогенез с помощью торможения фруктозо-1,5-дифосфатазы.
Образование и распад фруктозо-2,6-дифосфата катализируются одним и тем же белком [10а и б]. В нефосфорилированной форме этот белок вызывает образование фруктозо-2,6-дифосфата [10а]. После фосфорилирования цАМФ-зависимой киназой он действует как фосфатаза [10б] и катализирует превращение фруктозо-2,6-дифосфата в фруктозо-6-фосфат. В присутствии адреналина и глюкагона в клетках печени повышается уровень цАМФ (см. с. 122), т.е. оба гормона воздействуют как на гликолиз, так и на глюконеогенез. Суммарным результатом является быстрое повышение уровня глюкозы в крови.

Запомнить! Природные жиры содержат в своём составе три кислотных радикала (одинаковых или разных), имеющих неразветвлённую структуру и, как правило, чётное число атомов углерода.

Природные жиры чаще всего содержат следующие жирные кислоты:

Растительные масла, характеризующиеся большим содержанием полиненасыщенных жирных кислот (льняное, конопляное, маковое, тунговое масло), известны под названием высыхающих масел, так как под действием кислорода воздуха они полимеризуются и затвердевают.

Номенклатура жиров довольно сложная. По систематической номенклатуре их называют триацилглицеринами. Для названия ацилов (остатков карбоновых кислот) используется суффикс "-оил". Например: 1,3- диолеоил - 2 - стеароилглицерин.

В номенклатуре жиров также используются более простые тривиальные названия.

Если в состав молекулы жира входят глицерин и три одинаковых остатка какой-то одной карбоновой кислоты, то такие жиры называют моноацидными, или простыми триацилглицеринами.

В этом случае название молекулы жира образуется из названия жирной кислоты с указанием количества ее остатков в молекуле. Например, моноацидный жир, образованный из трех молекул стеариновой кислоты, называется тристеарин, образованный из пальмитиновой кислоты - трипальмитин, а из олеиновой кислоты - триолеин.

Если в состав молекулы жира входят остатки различных жирных кислот, то такой жир называется гетероацидным.

Гетероацидний жир может содержать или все три разных остатка жирных кислот, или два одинаковых остатка жирных кислот. Согласно этому образуется и название. Например, стеаропальмитоолеин или дистеаропальмитин.

33. Примечания:Cn:m — число атомов углерода (n) и число двойных связей (m) в молекуле жирной кислоты; ω (6, 3) — номер углеродного атома, у которого находится первая двойная связь, считая от метильного атома углерода; D — позиция двойной связи, считая с первого, карбоксильного атома углерода; * — жирные кислоты, которые не синтезируются в организме (незаменимые); ** — арахидоновая кислота может синтезироваться из линолевой кислоты.
Наиболее распространенными в организмах насыщенными жирными кислотами, на долю которых приходится 90% от общего числа, являются: пальмитиновая (С16) - С15Н31СООН и стеариновая (С18) - С17Н35СООН. Они имеют углеродную цепь длиной 16 или 18 атомов. Другие природные насыщенные жирные кислоты:
лауриновая - С11Н23СООН,
миристиновая -С13Н27СООН,
арахиновая -С19Н39СООН,
лигноцериновая -С23Н47СООН
Большинство ненасыщенных жирных кислот, содержащихся в жирах и маслах, имеют только одну двойную связь в углеводородной цепи и поэтому называются мононенасыщенными (моноеновыми) кислотами. Их общая формула: СnH2n - 1COOH.
Если считать углерод карбоксильной группы первым, то двойная связь находится между девятым и десятым атомами углерода. У ненасыщенных, как и насыщенных жирных кислот, преобладают углеводородные цепи с 16 и 18 углеродными атомами. Наиболее распространенными являются пальмитоолеиновая с С16,Δ9, С15Н29СООН, СН3–(СН2)5–СН=С9Н–(СН2)7-С1ООН и олеиновая с С18,Δ9,С17CH3CООН, СН3-(СН2)7-СН=С9Н-(СН2)7-С1ООН.
В структуре молекулы жира встречаются жирные кислоты с более чем одной двойной связью. Как правило, первая двойная связь находится между 9 и 10 углеродными атомами, а другие двойные связи в удаленной от карбоксильной группы части молекулы, т.е. на участке между C10 и метильным концом цепи. Своеобразие двойных связей природных ненасыщенных жирных кислот заключается в том, что они всегда отделены двумя простыми связями. Две двойные связи в жирных кислотах не бывают сопряженными (-СН=СН-СН=СН-), а всегда между ними находится метиленовая группа (-СН=СН-СН2-СН=СН-).
Двойные связи практически во всех природных жирных кислотах находятся в цис-конформации. Это означает, что ацильные фрагменты находятся по одну сторону двойной связи. Цис-конфигурация двойной связи делает алифатическую цепь жирной кислоты изогнутой, что нарушает упорядоченное расположение насыщенных радикалов жирных кислот в фосфолипидах мембран (рис.2) и снижает температуру плавления.

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: