49. Биохимические механизмы окислительного декарбоксилирования пирувата

Окисление пирувата до ацетил-КоА осущ-ся путем его окисл-го декарбок-я, т е послед-го декарбоксил-я и дегидрирования с участием пируватдегидрогеназного комплекса (ПДГ)

Реализся через 5 стадий: 1. Под дейст ферм Е1 пируват декарбок-я и превращ-ся а акт-й ацетальдегид. 2. От Е1 ацетальдегид переносится на липоевую к-ту и превращ-ся в ациллипоамид 3. Ацетильная группа от ацетиллипоамида переносится на КоА и обр-ся 2 SH- группы в липоате 4. Вост-е липоата до сульфидного состояния (S-S) с помощью фермента Е3 и кофермента FAD+ 5.водород от Е3- FADН2 фермент Е3 переносит на NAD+ и в рез-те обаз-ся NADН, кот далее окис-ся в дых щепи с образ-ем по ходу 3 мол АТФ.

Суммарное ур-е: Пируват + КоА + NAD+ - CO2 + ацетил-КоА + NAD + H+:

NADH + H+ + 3 АДФ – NAD+ + 3 АТФ

50. Механизм реакций и биологическая роль цикла кребса

Это цепь из 8 посл-ых р-ций , связ с циклическим окис-ем ацетил-КоА.Начинается с конденсации ацетил-S-КоА с ОА и образ-м цитрата. Затем цитрат изомеризуется

Оксалоацетат – цитрат – изоцитрат – альфа-кетаглутерат – сукцинил КоА – сукцинат – фурамат – малат. На выходе 12 АТФ.

В процессе цикла используются три молекулы воды, выделяются две молекулы СО2 и четыре пары атомов водорода, которые восстанавливают соответствующие коферменты (ФАД - флавинадениндинуклеотид и НАД). Суммарно реакция цикла может быть выражена следующим уравнением:

ацетил-КоА + ЗН2О + ЗНАД+ + ФАД + АДФ + Н3РО4 > КоА + 2СО2 + ЗНАД * Н + Н* + ФАД * Н2 + АТФ.

Таким образом, в результате распада одной молекулы пировиноградной кислоты в аэробной фазе (декарбоксилирование ПВК и цикла Кребса) выделяется ЗСО2, 4НАД * Н + Н+, ФАД * Н2.

Суммарно реакцию гликолиза, окислительного декарбоксилирования и цикла Кребса можно записать в следующем виде:

С6Н,2Об + 6Н20 + 10НАД + 2ФАД > 6СО2 + 4АТФ + 10НАД * Н + Н+ + 2ФАД * Н2.

51. Биосинтез гликогена

- животный крахмал (C6H10O5) n, основной запасной углевод животных и человека. Он образует энергетический резерв, который может быть быстро мобилизован при необходимости восполнить внезапный недостаток глюкозы. может быть переработан в глюкозу для питания всего организма.

При недостатке в организме глюкозы гликоген под воздействием ферментов расщепляется до глюкозы, которая поступает в кровь. Регуляция синтеза и распада гликогена осуществляется нервной системой и гормонами.

(С6 Н10О5) разветвленный полисахарид, молекулы к-рого построены из альфа -D-глюкопиранозы со связями 1 -> 4 в линейных участках и 1->6 в разветвлениях. Точки ветвления во внутр. участках молекулы расположены через 3-4 остатка моносахарида, хотя в среднем одно разветвление приходится на 10-12 глюкозильных остатков.

Биосинтез гликогена осуществляется с помощью ферментов гликозилтрансфераз. Гликоген расщепляется с помощью фермента фосфорилазы, переносящей остаток глюкозы на фосфорную к-ту с образованием альфа-D-глюкозо-!-фосфата, и разл. гидролаз (напр.,альфа -глюкозидазы), катализирующих гидролиз связей 1 -> 4 и 1 -> 6. Распад и синтез гликогена регулируется гормонами надпочечников и поджелудочной железы, напр. инсулином и адреналином.

52. Гликолиз и его биологическое значение

- ферментативный процесс последовательного расщепления глюкозы в клетках, сопровождающийся синтезом АТФ. Гликолиз при аэробных образ – пирувата, в анаэробных - лактата. Г. является основным путём катаболизма глюкозы в организме животных. Имеет больш значение для мышч клеток, сперматозоидов, растущ тканей (опух) , т.к обеспеч накопление энергии в отсутсв кислорода.

Сост из 10 послед р-ций.

Глюкоза - глюкоза-6-фосфат – фруктоза-6-фосфат – фруктоза-1,6-бифосфат – дегидроксиацетон фасфат + глицеральдегид-3-фасфат – 1,3-дифосфоглицерат – 3 фосфоглицерат – 2 фосфоглицерат – фосфоенол пируват – пируват.

Биологическое значение процесса гликолиза заключается прежде всего в образовании богатых энергией фосфорных соединений. На первых стадиях гликолиза затрачиваются 2 молекулы АТФ (гексокиназная и фосфофрук-токиназная реакции). На последующих образуются 4 молекулы АТФ (фосфоглицераткиназная и пируваткиназная реакции). Таким образом, энергетическая эффективность гликолиза в анаэробных условиях составляет 2 молекулы АТФ на одну молекулу глюкозы.

53. Глюконеогенез и его биологическая роль

— процесс образования в печени и отчасти в корковом веществе почек (около 10 %) молекул глюкозы из молекул других органических соединений — источников энергии, например свободных аминокислот, молочной кислоты, глицерина.

Стадии глюконеогенеза повторяют стадии гликолиза в обратном направлении и катализируются теми же ферментами за исключением 4 реакций:

1. Превращение пирувата в оксалоацетат (фермент пируваткарбоксилаза)

2. Превращение оксалоацетата в фосфоенолпируват (фермент фосфоенолпируваткарбоксикиназа)

3. Превращение фруктозо-1,6-дифосфата в фруктозо-6-фосфат (фермент фруктозо-1,6-дифосфатаза)

4. Превращение глюкозо-6-фосфата в глюкозу (фермент глюкозо-6-фосфатаза)

Суммарное уравнение глюконеогенеза: 2 CH3COCOOH + 4ATP + 2GTP + 2NADH.H+ + 6 H2O = C6H12O6 + 2NAD + 4ADP + 2GDP + 6Pn

При голодании в организме человека активно используются запасы питательных веществ (гликоген, жирные кислоты). Они расщепляются до аминокислот, кетокислот и других неуглеводных соединений. Большая часть этих соединений не выводится из организма, а подвергаются реутилизации. Вещества транспортируются кровью в печень из других тканей, и используются в глюконеогенезе для синтеза глюкозы — основного источника энергии в организме. Таким образом при истощении запасов организма, глюконеогенез является основным поставщиком энергетических субстратов.