69Пути синтеза полисахаридов. Роль утф в синтезе полисахаридов. Регуляция синтеза и распада полисахаридов. Гликогенозы и биохимические механизмы их возникновения.

Биосинтез Полисахаридов протекает главным образом с участием нуклеозиддифосфатсахаров, служащих донорами моносахаридных (реже — дисахаридных) остатков, которые переносятся на соответствующие олигосахаридные фрагменты строящегося Полисахарида. Биосинтез гетерополисахаридов происходит путём последовательного включения моносахаридов из соответствующих нуклеозиддифосфатсахаров в полисахаридную цепь. Известен и др. механизм, реализующийся при построении Полисахаридов бактериальных антигенов; вначале с участием липидных и нуклеотидных переносчиков сахаров синтезируются специфические, т. н. повторяющиеся звенья, из которых под действием фермента полимеразы происходит синтез Полисахаридов. Разветвленные Полисахариды типа гликогена и амилопектина образуются путём внутримолекулярной ферментативной перестройки линейного Полисахарида. Разрабатываются подходы к направленному химическому синтезу Полисахариды

Роль УТФ в синтезе полисахаридов.

В силу обратимости реакции глюкозо-6-фосфат ↔ глюкозо-1-фосфат синтез гликогена из глюкозо-1-фосфата и его распад оказались бы также обратимыми и поэтому неконтролируемыми. Чтобы синтез гликогена был термодинам необратимым, необходима дополнительная стадия образования уридиндифосфатглюкозы из УТФ и глюкозо-1-фосфата. Нуклеотидная часть УДФ-глюкозы играет существенную роль в действии гликоген синтазы, выполняя функцию "рукоятки", при помощи которой фермент располагает глюкозу в полисахаридной цепи в нужном положении. Кроме того, нуклеотидная часть УДФ-глюкозы, по-видимому, необходима для узнавания субстрата при катализе.

Сиетез и распад гликогена (смотри раньше)

Гликогенозы.

гр. наслед. заб., обусловленная недостат. 1 или неск. ферментов, уч-х в синтезе или распаде гликогена.

Гликогеноз I типа (болезнь Гирке) - дефект синтеза глюкозо-6-фосфатазы. Набл. отсут. аппетита, рвота, гипогликемия. Гепатомегалия и нефромегалия за счет гликогенной инфильтрации. Отставание в росте, диспропорция формы тела, гипотония м-ц, пол. созр. задерж. Нервно – психич. разв. удовл В крови повыш. ур. пвк и лактата

71 Гликогенолиз и его биологическое значение.

Гликоген-депонированная форма глюкозы.

Распад и синтез Гликоген регулируется гормонами надпочечников и поджелудочной железы, напр. инсулином и адреналином.

Распад гликогена происходит путём последовательного отщепления остатков глюкозы в виде глюкозо-1-фосфата. Гликозидная связь расщепляется с использованием неорганического фосфата, процесс называется фосфоролизом, а фермент гликогенфосфорилазой.

Гликогенфосфорилаза расщепляет только α-1,4-гликозидные связи. Последовательное отщепление глюкозных остатков прекращается, когда до точки ветвления остаётся 4 мономера. Дальнейший распад гликогена требует участия двух других ферментов. Сначала три оставшихся до точки ветвлении глюкозных остатка переносятся при участии олигосахаридтрансферазы на нередуцирующий конец соседней цепи, удлиняя её и таким образом создавая условия для действия фосфорилазы. Оставшийся в точке ветвления глюкозный остаток гидролитически отщепляется с помощью α-1,6-глюкозидазы в виде свободной глюкозы.

Считают, что перенос трёх остатков глюкозы и удаление мономера из точки ветвления катализирует один и тот же фермент, который обладает двумя разными ферментативными активностями - трансферазной и гликозидазной.

Продукт дейст. гликогенфосфорилазы - глюкозо-1-фосфат, изомеризуется в глюкозо-6-фосфат фосфоглюкомутазой. Далее глюкозо-6-фосфат включается в процесс катаболизма или другого метаболического пути. В печени (но не в мышцах) глюкозо-6-фосфат может гидролизоваться с образованием глюкозы, которая выделяется в кровь. Эту реакцию катализирует фермент глюкозо-6-фосфатаза. Реакция протекает в просвете ЭР. В мышцах нет этого фермента, поэтому глюкозо-6-фосфат используется здесь же, в мышечных клетках, распадаясь аэробным или анаэробным путем.

Голодание в течение 24 ч приводит практически к полному исчезновению гликогена в клетках печени. Однако при ритмичном питании каждая молекула гликогена может существовать неопределенно долго: при отсутствии пищеварения и поступления в ткани глюкозы молекулы гликогена уменьшаются за счет расщепления периферических ветвей, а после очередного приема пищи вновь вырастают до прежних размеров. Аналогичные процессы происходят и в мышечной ткани, но здесь они в значительной мере определяются режимом мышечной работы.

72 Гликолиз, его биологическое значение, последовательность реакций гликолиза в анаэробных условиях. Биологическое значение этого процесса. Энергетический выход или КПД гликолиза. Гликолитическая оксидоредукция, субстратное фосфорилирование.

Биологическая роль: интенсивно работающие мышцы в условиях недостаточного обеспечения их кислородом получают за счет анаэробного процесса достаточное количество энергии.

КПД гликолиза составляет 2моль АТФ

Субстратное фосфорилирование - синтез богатых энергией фосфорных соединений за счёт энергии окислительно-восстановительных реакций  и при окислении α-кетоглутаровой кислоты в ЦТК.

Анаэр. гликолиз – фермент. процесс распада глюкозы в тканях человека и животных без потребления кислорода. Конечным продуктом гликолиза является молочная кислота. Биологическое значение процесса гликолиза заключается в образовании богатых энергией фосфорных соединений. В гексокиназной и фосфофруктокиназной реакциях гликолиза затрачиваются 2 молекулы АТФ. На последующих образуются 4 АТФ (фосфоглицераткиназная и пируваткиназная реакции). Т. о., энергетическая эффективность гликолиза в анаэробных условиях составляет 2 АТФ на 1 молек. глюкозы. Эритроциты вообще не имеют митохондрий, и их потребность в АТФ целиком удовлетворяется за счет анаэр. гл-за. Интенс. гл-из хар-н также для клеток злокач. опухолей.

Протекает в гиалоплазме кл. 1ой фермент. р-цией гликолиза явл. фосфорилирование, катализируется гексокиназой. 2ой р-цией явл. превращ. глюкозо-6-фосфата под действием глюкозо-6-фосфат-изомеразы во фруктозо-6-фосфат. 3я р-ция катализ. фосфофруктокиназой; фруктозо-6-фосфат фосфорилируется за счет 2ой молек. АТФ. В 4ой р-ции альдолаза расщеп. фруктозо-1,6-бисфосфат на диоксиацетонфосфат и глицеральдегид-3 фосфат (5реакция), далее происходит р-ция изомерации под дейст. триозофосфатизомеразы. Обр-м глицеральдегид-3-фосфата завершается 1ая стадия гл-за. 2ая – вкл. ок.-восст. р-цию сопряж. с субстр. фосф-м, в пр-се к-го обр-ся АТФ. В 6ой р-ции в присут. глицеральдегидфосфатд/г, кофермента НАД и неорг. фосфата глицеральдегид-3-фосфат подвергается окислению с образованием 1,3-бисфосфоглицерата и НАДН. 7ая р-ция катализ. фосфоглицераткиназой, происходит передача фосфатной группы в положении 1 на АДФ с образованием АТФ и 3-фосфоглицерата. В 8ой р-ции 3-фосфоглицерат превращ. в 2-фосфоглицерат.

9ая катализ. енолазой, при этом 2-фосфоглицерат в результате отщепления молекулы воды переходит в фосфоенолпируват, а фосфатная связь в положении 2 становится высокоэргической. 10ая разрыв высокоэргической связи и переносом фосфатного остатка от фосфоенолпирувата на АДФ - субстратное фосфорилирование. Катализируется пируваткиназой. В 11ой р-ции восст. ПВК и образуется лактат при участии ЛДГ и НАДН, образовавшегося в 6 р-ции. Реакции гликолитической оксидоредукции полностью обратимы. В отсутствие кислорода сколько НАДН2 образуется на 6-й стадии, столько же НАДН2 и отдаст свой водород на ПВК. Поэтому в анаэробных условиях конечным продуктом распада глюкозы является лактат. Процесс распада глюкозы до лактата в анаэробных условиях называется гликолизом, а гликогена - гликонеогенезом.  Таким образом, гликолитическая оксиредукция - это сопряжение между 6-й стадией (окисление ФГА) и 11-й стадией (восстановление ПВК до лактата)

гликолиза