 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Аэробный гликолиз. Глюконеогенез. Пентозный цикл. Патология углеводного обмена
План
- Аэробный гликолиз.
- Глюконеогенез.
- Пентозный цикл.
- Регуляция и патология углеводного обмена.
Аэробный гликолиз – основной источник АТФ в клетках. До стадии образования 3-фосфоглицеральдегида реакции его совпадают с реакциями анаэробного гликолиза. В дальнейшем, в процессе превращения двух молекул 3-фосфоглицеральдегида в две молекулы 1,3-бисфосфоглицериновой кислоты из двух молекул НАД генерируются две молекулы НАД-Н2. При окислении последних в дыхательной цепи митохондрий вырабатывается 6 молекул АТФ (2Х3). Реакции окисления двух молекул1,3-бисфосфоглицериновой кислоты до двух молекул пировиноградной кислоты также совпадают с соответствующими реакциями анаэробного гликолиза. В дальнейшем все идет по-другому: 2 молекулы пировиноградной кислоты превращаются в 2 молекулы ацетил-КоА:
При этом происходит восстановление двух молекул НАД. При окислении двух молекул НАД-Н2 в дыхательной цепи митохондрий вырабатывается 6 молекул АТФ. Реакцию катализирует пируватдегидрогеназный комплекс, отщепляющий от молекул пирувата углекислый газ (окислительное декарбоксилирование) и присоединяющий к месту отщепления –S-КоА. В состав его входят 5 коферментов: НАД, ФАД, ТиаминДФ, HS-КоА и липоевая кислота. Образующиеся 2 молекула ацетил-КоА в дальнейшем окисляются в цикле Кребса. При этом генерируются 2 молекулы ГТФ, восстанавливаются 6 (2Х3)молекул НАД и 2 молекулы ФАД. При дальнейшем окислении НАД-Н2 и ФАД-Н2 в дыхательной цепи митохондрий генерируются 22 молекулы АТФ.
Физиологическая роль аэробного гликолиза
1.Этот процесс является основным источником АТФ в клетках. При окислении одной молекулы глюкозы затрачивается 2 молекулы АТФ (в гексокиназной и фосфофруктокиназной реакциях), но генерируется 40 его молекул в реакциях
3-фосфоглицеральдегиддегидрогеназной – 6 АТФ,
фосфоглицераткиназной– 2 АТФ,
пируваткиназной – 2 АТФ,
пируватдегидрогеназной – 6 АТФ,
изоцитратдегидрогеназной – 6 АТФ,
α-кетоглутаратдегидрогеназной – 6 АТФ,
сукцинилтиокиназной – 2 АТФ,
малатдегидрогеназной– 6 АТФ.
Итого - 40 молекул АТФ.
С учетом двух затраченных молекул АТФ энергетический эффект окисления одной молекулы глюкозы в реакция аэробного окисления глюкозы составляет 38 молекул АТФ. Конечными продуктами этого процесса являются углекислый газ и вода.
2. В реакциях аэробного гликолиза образуются метаболиты, необходимые для биосинтеза других веществ. Пировиноградная, щавелевоуксусная и α-кетоглутаровая кислоты участвуют в реакциях переаминирования аминокислот. 3-фосфоглицеральдегид используется для биосинтеза глицерола, а ацетил-КоА – жирных кислот, холестерола и т.д. Из пировиноградной кислоты синтезируется щавелевоуксусная кислота, необходимая для функционирования цикла Кребса.
Глюконеогенез – образование глюкозы из неуглеводных источников: некоторых аминокислот, глицерола, молочной и пировиноградной кислот. Протекает в печени и в меньшей степени – в почках и слизистой оболочке кишечника. Является в основном процессом, обратным процессу гликолиза, реакции которого катализируют в обратном направлении те же ферменты, что и ферменты гликолиза, за исключение трех ферментов. Пируваткиназная, фосфофруктокиназная и гексоконазная реакции протекают только а одном направлении. Реакцию, обратную пируваткиназной, катализируют 2 фермента: пируваткарбоксилаза и фосфоенолпируваткарбоксикиназа. Гидролиз фруктозо-1,6-бисфосфата до фруктозо-6-фосфата катализирует фруктозо-6-фосфатаза, а расщепление глюкозо-6-фосфата до глюкозы - глюкозо-6-фосфатаза. Биосинтез четырех специфических ферментов глюконеогенеза усиливают гормоны коркового слоя надпочечников – глюкокортикоиды.
- Обратными пируваткиназной являются реакции, катализируемые
пируваткарбоксилазой (ПК-ой) и фосфоенолпируваткарбоксикиназой (ФЕПКК-ой):
СООН
СН3 СН2 CН2
1 1 ||
СО2 + С=О ПК-за С=О ФЕПКК-за O~O-РО3Н2
1 Биотин 1 -СО2 1
СООН СООН СООН
АТФ АДФ+ ГТФ ГДФ
Н3РО4
Пировиноград- Щавелевоуксус- Фосфоенолпи-
ная кислота ная кислота ровиноградная
кислота
- Обратной фосфофрукиокиназной являются реакция, катализируемая
фруктозо-1,6- бисфосфатазой (Ф-1,6-БФ-ой):
- Обратная гексокиназной является реакция, катализируемая глюкозо-6-
Фосфатазой (Г-6-Ф-ой):
Биологическая роль глюконеогенеза.
Глюконеогенез из молочной кислоты усиливается при повышении в тканях ее уровня, вызванном физическими нагрузками или недостатком в организме кислорода. При этом молочная кислота вначале превращается в пировиноградную в результате реакции, катализируемой лактатдегидрогеназой. Глюконеогенез из аминокислот усиливается при хронических стрессовых ситуациях, сахарном диабете и других состояниях, приводящих к недостатку в организме углеводов. При этом некоторые аминокислоты предварительно превращаются в пировиноградную кислоту. Это приводит к усиленному образованию аммиака, обезвреживающегося в мочевину в реакциях орнитинового цикла.
Поиск по сайту: