41. Окислительное декарбоксилирование. Цикл трикарбоновых кислот. Энергетический баланс окислительного расщепления пирувата.
Окислительное декарбоксилирование:1)декарбоксилирование пирувата-обр-ся гидроксиэтилтиаминфосфат 2)обр-ие ацетилтиоэфир липоевой кислоты под действием дегиролипоилтрансацетилазы(Е2) 3)образование ацетил коэнзима А и простетической группы и остаток липоевой кислоты(под действием коэнзима А и Е2) 4)образование ФАД и 5 НАДН + 5)заврешается все циклом трикарбоновых кислот. Энергетический баланс окислительного расщепления пирувата: пируват +НАД+ +НСКоэнзим А = СН3СО СКоэнзим А+Над+Н+ +СО2
42.Брожение(б),его типы. Эффект Пастера.
Б-ферментативное
расщепление орг.в-в.Спиртовое
брожение(СБ) ос-ся дрожжепод-и организмами
и нек-ми плесневыми грибками.
Суммарная р-я С 6 Н 12 O 6 –> 2C 2 H 5
OH+2СO2.Механизм реакции:. Расхождение
нач-ся после этапа образования
пирувата. При СБ на конечном этапе 2
ферментативные реакц-и –
пируватдекарбоксилазной и
алкогольдегидрогеназной. В дрожж.
клетках пируват вначале подвер-ся
декарбоксилированию, в рез-те
обр-ся ацетальдегид. Эта реак-я катал-ся
ферментом пируватдекарбоксилазой,
кот-й требует наличия ионов Mg и
кофермента тиаминпирофосфата.
Образ-ся
ацетальдегид присоед-ет к себе Н,
отщепляемый от НАДН, восстанавливаясь
при этом в этанол. Реакция катал-ся
ферментом алкогольдегидрогеназой:
Конечными продуктами СБ -этанол и СО2.Процесс молочнокислого брожения схож со спиртовым брожением. Отличие МБ:пировиноградная кислота не декарбоксилир-ся, а восстан-ся при участии лактатдегидрогеназа за счет водорода НАДН. 2 группы молочно-кислых бактерий. Бактерии 1 группы в процессе брожения углеводов обр-т только молочную кислоту, а бактерии 2 из каждой молекулы глюкозы «производят» по одной мол-ле молочной кислоты, этанола и СО2.Эффект Пастера-Снижение скорости потребления глюкозы и прекращение накопления лактата в присутствии кислорода. Впервые это явление наблюдал Л. Пастер во время брожения в производстве вина.Значение эффекта Пастера, состоит в переключении клетки на наиболее эффективный и экономичный путь получения энергии. В рез-те скорость потребления субстрата, в присутствии кислорода сниж-тся. Молекулярный механизм ЭП закл-ся в конкуренции между системами дыхания и гликолиза (брожения)за АДФ, используемый для образования АТФ. В аэробных условиях эффективнее, чем в анаэробных, идет удаление АДФ, генерация АТФ, а также регенерирование НАД + , окисленного из восстановленного НАДН. Уменьшение в присутствии О2 АДФ и увеличение кол-ва АТФ ведут к подавлению анаэробного гликолиза.
43 )Пентозофосфатный путь обмена углеводов,его окислительные и неокислительные звенья,биологическая роль.
Расхожд.
путей окисления углеводов–
классич. (цикл
трикарбоновых кислот,
или цикл
Кребса)
и пентозофос-фатного – нач-ся со стадии
образов.гексозомонофосфата. Если
глюкозо-6-фосфат изомеризуется во
фруктозо-6-фосфат, который фосфо-рилируется
второй раз и превращ-ся во
фруктозо-1,6-бисфосфат, то в этом случае
дальн.распад углеводов происх.
по обычн. гликолитическому пути с
образов. пировиноградной
кислоты,
кот., окисляясь до ацетил-КоА, затем
«сгорает» в цикле Кребса.Если
второго фосфорилирования гексозо-6-монофосфата
не происходит, то фосфорилированная глюкоза может
подвергаться прямому окислению до
фосфопентоз. В норме доля пентозофосфатного
пути в количеств. превращ. глюкозыобычно
невелика, варьирует у разных организмов и
зависит от типаткани и
ее функцион.состояния.У
млекопит.активность пентозофосфатного
цикла относительно
высока в печени,
надпочечн., эмбрион. ткани и
молочной железе в
период лактации. Значение в обмене
веществ .
Он поставляет восстановл. НАДФН, необход.
для биосинтеза
жирных кислот, холестерина и
т.д. За счет пентозофосфатного
цикла примерно
на 50% покрыв. потребность организма в
НАДФН.Др. функ-я пентозофосфатного
цикла :
он поставляет пентозофосфаты для
синтеза нуклеиновых
кислот и
многих коферментов.
При ряде патологич. состояний
удельный вес пенто-зофосфатного
пути окисления глюкозы возрастает. Механизм
реакций пентозофосфатного
цикла достаточно
расшифрован.
Пентозофосфатный
путь окисл. углеводов.
Пентозофосфатный цикл начин. с окисл. глюкозо-6-фосфата и послед. окислит. декарбоксилирования продукта (в резул. от гексозофосфата отщепл. первый атом углерода). Это окислительная, стадия. Вторая стадия вкл. неокислит. превращ. пентозофосфатов с образова. исх. глюкозо-6-фосфата Реакции пен-тозофосфатного цикла протек. в цитозоле клетки.Первая реакция – дегидрирование глюкозо-6-фосфата при участии фермента глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы и кофермента НАДФ+. Образовавш. в ходе реакц. 6-фосфоглюконо-δ-лактон – соединение нестабил. и с больш. скоростью гидролизуется с помощью фермента 6-фосфоглюконолактоназы с образованием 6-фос-фоглюконовой кислоты (6-фосфоглюконат):
Во
второй – окислительной – реакции,
катализируемой 6-фосфоглюко-натдегидрогеназой
(декарбоксилирующей), 6-фосфоглюконат
дегидрируется и декарбоксилируется. В
резул. образ. фосфорилированная
кетопентоза – D-рибулозо-5-фосфат и еще
1молекула НАДФН:
Под
действием соответствующей эпимеразы
из рибулозо-5-фосфата может образоваться
другая фосфопентоза – ксилулозо-5-фосфат.
Кроме того, рибулозо-5-фосфат под влиянием
особой изомеразы
превращается в рибозо-5-фосфат. Между
этими формами пентозофосфатов устанавл.
состояние подвижного равновесия:
При
определ.условиях пентозофосф. путь на
этом этапе может быть завершен. Но при
др. условиях наступает неокислит. этап
(стадия) пентозофосфатного
цикла. Реакции этого
этапа не связаны с использ. кислорода и
протекают в анаэробных условиях.
Образ. вещества,
характер. для первой
стадии гликолиза (фруктозо-6-фосфат,
фруктозо-1,6-бисфосфат, фосфотрио-зы), а
др. – специфич. для пентозофосфатного
пути (седогептуло-зо-7-фосфат,
пентозо-5-фосфаты,
эритрозо-4-фосфат). Реа-ми неокислит.
стадии пентозофосфатного
цикла явл.
транскетолазная и трансальдолазная.
Этиреакции катализир.превращ.
изомерных пентозо-5-фосфатов:
Коферментом в
транскетолазной реакции служит
ТПФ, (промежуточного переносчика
гликольальдегидной группы от
ксилулозо-5-фосфата к рибозо-5-фосфату.)
В результате образуется
семиуглеродный моносахарид седогептулозо-7-фосфат
и глицеральдегид-3-фосфат.Транскетолазная реак-я в
пентозном цикле встреч-ся дважды, второй
раз – при образовании фруктозо-6-фосфата
и триозофосфата в результате взаимод.
второй молекулы ксилулозо-5-фосфата
с эритро-зо-4-фосфатом:
Фермент трансальдолаза
катализирует перенос остатка диоксиацетона
(но не свободного диоксиацетона) от
седогептулозо-7-фосфата на
гли-церальдегид-3-фосфат:
6 молекул глюкозо-6-фосфата,
вступая в пентозофосфатный
цикл,
образуют 6 молекул рибулозо-5-фосфата
и 6 молекул СО2,
после чего из 6 молекул рибулозо-5-фосфата
снова регенерируется 5 молекул глюко-зо-6-фосфата
(см. рис. 10.12). Однако это не означает,
что молекула глюкозо-6-фосфата,
вступающая в цикл, полностью окисляется.
Все 6 молекул СО2 образуются
из С-1-атомов 6молекул глюкозо-6-фосфата.Валовое
уравнение окислит. и неокислит. стадий
пенто-зофосфатного цикла можно
представить:
или
Образовавш.
НАДФН использ. в цитозоле на восстановител.
синтезы и, не участв.в окислит.
фосфори-лировании, протек. в митохондриях.