Катаболизм основных пищевых веществ.

Катаболизм основных пищевых веществ. 1-3 - пищеварение; 4-8 - специфические пути катаболизма; 9-10 - заключительный (общий путь) катаболизма; 11 - ЦПЭ; 12 - окислительное фосфорилирование.

Специфический путь катаболизма-это совокупность превращений, свойственных только 1 соединению.этот путь различен для разных классов соединений.Из глюкозы при гликолизе образуется ПВК. Из жирных кислот при бета-окислении обр-ся Ко-А. Аминокислоты образуют ПВК. В результате специфических путей катаболизма продукты переваривания пищевых веществ (моносахариды, глицерин, жирные кислоты, аминокислоты) превращаются всего в два соединения – пировиноградную кислоту и ацетил-КоА, которые затем направляются в общий путь катаболизма, включающий в себя процесс декарбоксилирования пировиноградной кислоты и цикл трикарбоновых кислот. Некоторые специфические пути включаются в общий путь на стадии пирувата(аниона пировиноградной кислоты), другие – на стадии ацетил-КоА. Ряд веществ поступает в общий путь катаболизма на промежуточных стадиях цикла трикарбоновых кислот. Именно общий путь катаболизма является источником основной массы первичных доноров водорода для дыхательной цепи.

Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты. можно отразить следующим суммарным уравнением:

H3CC(О) COOH+ HS-KoA + НАД+→Н3С-C(O)- S- KoA + НАДН + Н+ + СО2

В результате этой реакции образуются ацетил-КоА, восстановленная форма (НАДН + Н+) и диоксид углерода.

Превращение, состоящее из пяти реакций, осуществляется полиферментным комплексом, прикрепленным к внутренней митохондриальной мембране со стороны матрикса. В составе комплекса насчитывают 3 фермента и 5 коферментов.

СОСТАВ ПИРУВАТДЕГИДРОГЕНАЗНОГО КОМПЛЕКСА

Пируватдегидрогеназа(Е1), ее коферментом является тиаминдифосфат, ката-лизирует1-ю реакцию.

Дигидролипоамид-ацетилтрансфераза(Е2), ее коферментом является липое-вая кислота, катализирует2-ю и3-ю реакции.

Дигидролипоат-дегидрогеназа(Е3), кофермент– ФАД, катализирует4-ю и5-ю реакции.

Помимо указанных коферментов, которые прочно связаны с соответствующими ферментами, в работе комплекса принимают участие коэнзим А и НАД.

Суть первых трех реакций сводится к декарбоксилированию пирувата(пируватде-гидрогеназа), окислению его до ацетила и переносу на коэнзим А(дигидролипоамид-ацетилтрансфераза).

Оставшиеся2 реакции необходимы для возвращения липоевой кислоты и ФАД в

окисленное состояние(дигидролипоат-дегидрогеназа).

Регуляция

В пируватдегидрогеназном комплексе имеются еще2 вспомогательных регуля-торных фермента– киназа и фосфатаза, участвующие в фосфорилировании-дефосфорилировании пируватдегидрогеназы(Е1).

Киназа может активироваться избытком АТФ, НАДН, ацетил-S-КоА. При этом она

фосфорилирует пируватдегидрогеназу, инактивируя ее.

Фосфатаза, активируясь кальцием или инсулином, отщепляет фосфат и активи-рует пируватдегидрогеназу.

Таким образом, в состоянии покоя при достаточном количестве АТФ пиру-ватдегидрогеназа неактивна, окисление глюкозы прекращается и она может

использоваться на какие-либо синтетические процессы. Как только клетка

начинает работать, уровень АТФ и НАДН резко снижается, киназная реакция

останавливается, в результате дефосфорилирования пируватдегидрогеназа

активируется, начинается окисление глюкозы.

Цикл кребса лимонной кислоты центральная часть ОПК, циклич аэробный процесс, в ходе которого происходит превращение двух- и трёхуглеродных промеж продуктовдо CO₂. При этом освобождённый водород направляется в цепь тканевого дыхания, где в дальнейшем окисляется до воды, принимая участие в синтезе АТФ.это ключевой этап дыхания всех клеток, использующих кислород, Кроме значительной энергетической роли цикл это важный источник молекул-предшественников, из которых в ходе других биохимических превращений синтезируются как АК, ЖК углев.