8. Катаболизм глюкозы по механизму пентозофосфатного пути. Реакции окислительной стадии, регуляция, связь с гликолизом, его биологические функции,

Пентозофосфатный путь, называемый также гексомонофосфатным шунтом, служит альтернативным путём окисления глюкозо-6-фосфата. Пентозофосфатный путь состоит из 2 фаз - окислительной и неокислительной. В окислительной фазе глюкозо-6-фосфат необратимо окисляется в пентозу - рибулозо-5-фосфат, и образуется восстановленный NADPH. В неокислительной фазе рибулозо-5-фосфат обратимо превращается в рибозо-5-фосфат и метаболиты гликолиза. Суммарное уравнение пентозофосфатного пути выражается следующим образом: 3 Глюкозо-6-фосфат + 6NADP+ → 3СО2 + 6 (NADPH + Н+) + 2Фруктозо-6-фосфат + Глицеральдегид-3-фосфат. Ферменты пентозофосфатного пути, так же, как и ферменты гликолиза, локализованы в цитозоле. Наиболее активно Пентозофосфатный путь протекает в жировой ткани, печени, коре надпочечников, эритроцитах, молочной железе в период лактации, семенниках.

Суммарное уравнение окислительного этапа пентозофосфатного пути можно представить в виде: Глюкозо-6-фосфат + 2 NADP+ + Н2О → Рибулозо-5-фосфат + 2 NADPH + Н+ + СО2.

Если потребности клетки в NADPH незначительны, рибозо-5-фосфат образуется в результате обратимых реакций неокислительного этапа пентозофосфатного пути, используя в качестве исходных веществ метаболиты гликолиза - глицеральдегид-3-фосфат и фруктозо-6-фосфат.

9. Глюконеогенез, тканевые особенности, схема, субстраты, биологическая роль. Ключевые (необратимые) реакции гликолиза и глюконеогенеза, регуляция, значение.

Глюконеогенез – синтез глюкозы из веществ неуглеводной природы. Его основной функцией является поддержание уровня глюкозы в крови в период длительного голодания и интен-сивных физических нагрузок. Основными субстратами глюконеогенеза являются лактат, гли-церол, аминокислоты. Большинство стадий глюконеогенеза представляет собой обращение реакции гликолиза. Только 3 реакции гликолиза (гексокиназная, фосфо-фруктокиназная и пируваткиназная) необратимы, поэтому в процесс глю-конеогенеза на 3 этапах используются другие ферменты. Превращение прирувата в фосфоенолпируват (I необр ст) осуществляется при участии 2х ферментов – пируваткарбоксилазы и карбоксилазы фосфоенолпирувата: Пируват + СО2 + АТФ + Н2О→ оксалоацетат +АДФ+Н3РО4. Оксалоацетат + ГТФ→ фосфоенолпируват + СО2 + ГДФ. Другие необратимые стадии катализируются фосфотазной фруктозо-1,6-бисфосфата и фосфатазой глюкозо-фосфата: Фруктозо-1,6-бисфосфат + Н2О→ Фруктозо-6-фосфат + Н3РО4. Глюкозо-6-фосфат + Н2О→ Глюкоза + Н3РО4.

10. Обмен гликогена, как резервного полисахарида. Распад гликогена - гликогенолиз, его связь с гликолизом.

Многие ткани в качестве резервной формы глюкозы синтезируют гликоген. Синтез и распад гликогена в печени поддерживают гомеостаз глюкозы в крови.

Метаболизм гликогена контролируется гормонами (в печени - инсулином, глюкагоном, ад-реналином; в мышцах - инсулином и адреналином), которые регулируют фосфорилирование /дефосфорилирование 2 ключевых ферментов гликогенсинтазы и гликогенфосфорилазы.

При недостаточном уровне глюкозы в крови выделяется гормон глюкагон, в крайних случа-ях – адреналин. Они стимулируют фосфорилирование гликогенсинтазы (она инактивируется) и гликогенфосфорилазы (она активируется). При повышении уровня глюкозы в крови выделя-ется инсулин, он стимулирует дефосфорилирование гликогенсинтазы (она активируется) и гликогенфосфорилазы (она инактивируется). В печени существует и аллостерическая регуляция гликогенфосфорилазы: ее ингибирует АТФ и глюкозо-6ф, а активирует АМФ.

Распад гликогена происходит путем последовательного отщепления глюкозо-1-ф в ответ на повышение потребности организма в глюкозе: гликоген (n) (гликогенфосфорилаза)→ гликоген (n-1). Гликогенфосфорилаза расщепляет фосфоролизом α-1,4-гликозидные связи, до тех пор, пока до точки ветвления не остается 4 остатка глюкозы: Гликоген (олигосахаридтрансфераза)→ гликоген. Удаление ветвления осуществляет деветвящий фермент. Он обладает трансферазной и гликозидазной активностями. Трасферазная часть (олигосахаридтрансфераза) переносит три оставшихся до точки ветвления глюкозных остатка на нередуцирующий конец соседней цепи, удлиняя её для фосфорилазы: Гликоген (n) (α-1,6-глюкозидаза)→ гликоген (n-1). Гликозидазная часть (α-1,6-глюкозидаза) гидролизует α-1,6-гликозидную связь, отщепляя глюкозу. Глюкозо-1-ф изомеризуется в глюкозо-6-ф фосфоглюкомутазой.