Тимин биохимия

Строениеобменуглеводов

210

ОБ ХТРЕТЬЕЙРЕАКЦИИО Д

ГЛИКОЛИЗА

Второепренапутиятствиесинтезаглюкозы

– фосфофруктокиназнаяреакция

– пре-

одолеваетсяпомощьюфермента

фруктозо-1,6-дифосфатазы.Этотфер

мент естьвпочках,

печени,поперечно

-полосатыхмышцах.Такимобразом,э каниспособнысинтезировать

и

фруктозо-6-фосфатиглюкозо

-6-фосфат.

ОБХОДПЕРВОЙРЕАКЦИИ

ГЛИКОЛИЗА

Последняяреакцикатализируется

глюкозо-6-фосфатазой.Онаимеетсятольков

пе-

чени и почках,след,толькоэвательноканимпродуцироватьгут

свободную глюкозу.

Послезавершенияглюконеогенезаглюкозавыходиткровьразнпоорганизмусится.

В З А И М О О Т Н О Ш Е Н И Я Г Л ИИГКЛОЮЛ КИОЗ АН Е О

Г Е Н Е З А

Таккаксинтезокислениеглюкозыявляютдлякрайневажнымисуществования

клеткигл( )всегорганизмализглюк( ),трегуляцияонеогенезэтихпр цессовтвечает

запориосамгановтканейпразличныхусловиях.

Поскольку гликолитическоеокисление

глюкозы:

biokhimija.ru

ТиминО.А.

Лекции по общей биохимии (2018г)

211

o

являетсяспособомполученэнергиваэробныхиванаэробныхияусл,тоновия

при

непрерывнопроивосклеткахехходит,конечно,должноибудетактивировано

усиленииработы

клетки,напри,сокращениемиоцер

ита,движениенейтрофилов;

o

является источникомглицеролаацетил

-SКоА,исподсинтльзуяжировемыхза

гепадипоцтоцитах, такоеокислениетах

активируется при избытке глюкозы в

клетке.

Глюконеогенез,какобразованиеглюкозы

впечени

изнеуглеводкомпонентов, ых

е-

обходим:

мышечнойнагрузки

o

пригипогликемиивовремя

– синтезизмолочнкислоты,п й

о-

ступающейизмышц,изглицерола,образующегпримобилизациижир; сяв

o

пригипогликемиипри

голодании – синтезизаминокислот,обра

зующихся прикат

а-

болизмебелк, кислотылочнв. й

голодании или физической наглюконеогенезрузке,идущийв

Такимобразом,при

печени,обеспечивглюкозойвсеостальнорганыетэритроциты( , етканьрвная,мышцы

др.),вкоторыхактивенгл другиеколпроз

цессы,производящиеэнергию.

Наличиегл

ю-

козывуказанныхклетканеоб,чтобыподконцентрациюимодержатьоксалоацетата

обеспечитьсгоранацет ел

-SКоАвциклетрикарбоновыхкислот.

Р Е Г УГЛЯИИЦК ОИ ЯЛ И З А

Г Л Ю К О Н Е О Г Е Н Е З А

Вцелможновыдспособаваелить

регуляциигликолиза

глюконеогенеза: гормо-

нальная и метаболическая,т.е.припомощипромежутконечныхили дуктов

б-

менаглюкозы.

Существуюттриучастка,накоторыхпроисходитрегуляция:

o

перваяреакциягликолиза

,

o

третьяреакциягликолиза

обратимаяей

,

o

десятаяреакциягликолизаобратимыеей.

Регуляциялюконеогенеза

Гормональная активацияглюконеогенезаосуществляетсяглюкокортикоидами,кот

о-

рыеувелсинтезчивают

пируват-карбоксилазы, фосфоенолпируваткарбоксикиназы,

фруктозо-1,6-дифосфатазы.Глюкагонстимулируеттеже

самые ферментычераденилаз

т-

циклазныймеханизм

путем фосфорилирования.

Кргормоновимеются,

метаболическаярегуляция

,

при которой аллостерически

активируется пируваткарбоксилаза припомощи

ацетил-SКоА, фруктозо-1,6-дифосфатаза

приучастии

АТФ.

Регуляцияликолиза

инсулином,повышающимколичествомолекул

Гликолизстимулируется

гексокиназы,

фосфоф,пиру. ваткиназктозы

В печени активность глюкокиназы регулируется

гормонами: активациювызывает инсулин иандрогены , подавляютееактивность

глюкокор-

тикоиды иэстрогены . Активность гексокиназ другихклеток

повышается инсулином,адр

е-

нал,тиреномг рмонамиидными,

снижается – глюкокортикоидамисоматотропином.

Строениеобменуглеводов

212

К метаболической регуляциинаиболеечувствительна

фосфофруктокиназа.Онаакт

и-

вируетсяАМФсоб убстратомтве,ингибируетсяным

– АТФ,лимоннойкислотой,жи

р-

нымикислотами.

Пируваткиназа активируетсяфруктозо

-1,6-дифосфатом.

Гексокиназа

клеткр(гепатоцитовкме)ингибирпродсобсуреакцисятомвенной

и

–

глюкозо-6-

фосфатом.

В К Л ЮН ЕЧУЕГНЛИЕЕВ О Д Н Ы

ХВ ЕВЩГ ЛЕЮСТКВО Н Е О

Г Е Н Е З

Синтезглюкозыизаминокислот

Рядаминокислявляглю,тоестьсяихгеннымиуглероднскелетвтойилиые

инойстепособныенивключатьсясоставглюкозы.Такимиявля

етсябольшинст

воамин

о-

кис,кромелейцинатлизина,углеркотникогданедыручахвсинтезетвуютуглев

о-

дов.

Вкачепримсинтеаминокислоттвеглюкозырарассмотримучастиев

этомпр

о-

цессеглутамата,

аспа,серинааланинатата.

Аспарагиноваякислота

(послере

акциитрансаминирования)глутаминоваякислота

(последезамини)превметабращовЦТК,соответственнонияютсялиты,оксалоацетат

и α-кетоглутарат.

Аланин,трансам,образуетпировнируякислоту,которнограднуюьпособная

р-

боксилироватьсядо

оксалоацет.Оксало,являацетат

ясьпервымэлементомпроцессе

глюкон,далвключаеогенсоставглюкозы.езатся

Серин в трехступенчатой реакции подвоздсейсриндегтвиемеряетам ндратазы

о-

группуипревпируваращае,которыйвступается

глюконеогенез.

biokhimija.ru

ТиминО.А.

Лекции по общей биохимии (2018г)

213

Приф зическойнагрузкеподвлияниемадреналинаилип

Синтезглюкозыизглицерина

риголодании,особеннодл

и-

тельном, подвлияниемглюкагонакортизола

, в адипоцитах активнопроираспаходит

триацилглицеролов.Однимизпродуктовэтого

цесявляетсяспирта

глицерин,который

поступаетвпечеЗдесь. н

фосфорилируется,

окисляетсядодиоксвацетонфосфата

о-

влекаетсяреакцииглюконеогенеза.

Строениеобменуглеводов

214

Синтезглюкозыизмолочнойкислоты

Приф зическойнагрузке

вмышцахпродуцируетбольшколичем лочнсятвой

кислоты.Такжемолочнаякислотанепреобразуетсяэритроцитамиыв,независимоот

о-

сторганизяния.Стококровипостунамапечень,гдеаетослепроникновенияклетку

превпирувараща.Далетеся

еакцииидутпоклассичхем. еской

Суммарнаяреакция

синтеглюкозымолочнакислотый

:

Лактат +АТФ4+ГТФ2+ 2H

2O → Глюкоза +АДФ4

+ГДФ2+ 6

н

Г Л Ю К О З О - Л А КИГТЛАЮТ НК ЫОЗЙО

- А Л АЦНИИКНЛОЫВ Ы Й

Глюкозо-лактатныйцикл

(циклКори)

– этосвязьглюконеогенез

авпечениобраз

о-

ваниялактата

в эритроцитилимышцизглюкозы.Вах

эритроцитах молочнаякислота

б-

разуенепрерывно,ткаксядляниханаэробныйгликолявляетсяединственнымзспос

о-

бобразованмэнерги. ия

В скелетныхмышцах

высокое накопление молочнкислотый

являследтсятвием

гликолизаприочень

интенсивной, субмаксимальноймощности,

работе.Нодажепработеи

низкойсреднинтевскелетнойнсивностимышцеобразуетсяк тороеличествола

к-

тата.У

тилизоваться он можеттолькооднимсп собо

м – препировинограднуюратиться

кислоту.

Однако,с

амыша ечнаяклетка

нипраби,нивовртеотдыхамяне

способна пре-

вратить лактатвпируватиз

-за особенностей изоферментаЛДГ

-5.

Поэтововреипмуя

осленагрузки(

при восстановлении)лактудаляется

измышцы .

Этопроисходит

довольнобыстро

, всего через 0,5-1,5часа

молочнкислотывмышцеужей

нет.Малаячастьмолочнкислотывыводитсямочой.

Большчастьлактатаз хвя тывае

т-

ся гепатоцитами,окисляетсявпировкислотувступаетнограднуюна ть

глюконеоге-

неза.

Полученниспользуетсяглюкозсамимгепатоцитиливыходиткровь,пополняям

запасывмышцеилидругихклетках.

biokhimija.ru

ТиминО.А.

Лекции по общей биохимии (2018г)

215

Целью глюкозо-аланинового цикла такжеявляется

уборкапирувата

,но,кромеэтого

решаещоднанемаловажнаятсязадача

– уборка аминного азота измышцы.

Примыше

ч-

нойработе

ивпокое

в миоците распадаются белкиобразуемыеаминокислотытрансам

и-

нируются α-кетоглутаратом.П

олученныйглутвзаимодейсматпирува.Образтвуетом

у-

ющийсяаланинявлтранетформойсяпортной

азота и пирувата измышцывпеч.Вгепнь

а-

тоцитеидетобреакциярансаят ,аминогруппаинированияпередаетсянасинтезмоч

е-

вины,пируватисподсинтляьзуглюкозыезатся

.

Глюкоза,образовпечениизлактатаилиннвозвращаетсяал, нинаобратномы

ш-

цы,вос

станавливая вовремяотдыхазапасыглик.Такжеоможетгенараспределитьсяпо

другиморганам.

Кромемышечнойработы,глюкозо

-аланциакнотивируетсялвоыйремяголодания,

когдамышечныебелкираспадаютмногиеаминокислотыпользуютсявкачестве

с-

точэн,аергииазоткахнеобходимодоставитьпечен.

М Е Т АЭБТОАЛНИОЗЛМА

Ворганизмпоступаютврезультатеметаболизма

образуются вклеткахголовного

мозгаипечени,вдругихтканях,приж знедеятельностимикрофлорыкишечника

различ-

ныеспирты

(али фатичеароматической, , теропр, родыдной

ретиноиды,фарнезол

др.и)

альдегиды (ароматические,алифатические,продуктыперокслипидовдр.), ации

котмоявлятьсярыегутпромежутметабиликонечнымилитамипродуктами.Вза

алкогольдегидрогеназы.Ихсущ

и-

мопревспиращението

виальдегидовосуществляют

е-

ствуетклассов6 ,каждомклассеимеютсяногочисленныеизоферменты,обнаруженныево

многихтканях.

Смедсоциальцинсточкизренияопределенныйойойинтервызывм стабет

о-

лизмэтиловогоспирта

ворганизмечеловека.

У Т И Л И З А Ц И Я Э Т А Н О Л А

Метаболизмпоступающегоэтанолаворганизмепроисходпутьвпеч.П нрвыйзи

а-

ключаетсявокисленииспирта

по алкогольдегидрогеназному пути доуксуки,снлойты

котораяввидеац тил

-SКоА поступаетвЦТ

К.Через

этотпутьпроходит8

0-90%всегоэтан

о-

ла.

Строениеобменуглеводов

216

Заокислениетавшейсячастиэтанолаотвечает

алкогольоксидаза (цитохром

P450),

такженазываемаямикросомальнаяэтанолокисляющаясис

темаМЭОС( )Прирегулярномп

о-

ступленииэтаноладолямикросомальногоокислениявоз

раст,такэтанолкявляетсяи

н-

дукторомалкогольоксидазыколичествоеемолекулувеличивается.

ПосколькуприутилизацииэтанолаобразуетсябольшоеколичесНАДН,товцитво

о-

золегепактивируетсятоцитов11

-яреакциягликолизапревращение( пируваталактат)

гипоглике-

восстановлениедиоксиацетонфосфатаглиц рол

-3-фосфат.Всеэтоприводитк

мии, таккакпировкислдиоксиацетонфосфатнограднаятаявляютсясубстратамиглюк

о-

неогенеза.

Одновременнонакоплениеалкогольного" "ацетил

-SКоАингибируетпируватдегидр

о-

геназу,чтоещебольшеусиливаетнакопмокислотыочнениевызываетй

лактоацидоз.

Одновременноиз

-заотносительннедостатоксалоацетата,использованногойчнос

глюконеогенезе,избыталк" "ацетилгольного

-SКоАнеуспеваетокислитьсяциклетр

и-

карбоновыхкислотперенасинправкетонтеез,чтолобеспечявыхтсявознивает

к-

новение кетоацидоза.

Еслизапасыгликогизначальновпечениевеголодание( ,недоеданиеики,

астеническоетелосложенпосле)илиизрасходованы(ф зическойраб),т ты

приемеалконатгипогликемиялящакнаступаетбыстрееиможбыть

причинойпотерисознани

я.Кэтомустоитдобавсильныйтьуретическийэ

ф-

фектэтанола,ведущийкбыстромуобезвоживаниюоргас кровжениюзма

о-

снабженияголомозгасовногосемивытекающимипоследствиями.

С П И РБ ТРОВЖОЕЕН И Е

Образованиеэтиловогоспиртаизглюкпроисходитзы

ванаэробныхусловия

в дрож-

жах инекоторыхвидах

плесневыхгрибков

.Суммарноеуравненреакц: иеи

C6H12О6 → 2 CО2 +С2

2Н5ОН +АТФ2

Достадииобразовпи еуватаспкциинброженияртовогосовпадаютреакциями

гликолиза. Отличиязаключаютсятольковд

альнейшемпревращениипировинограднойки

с-

лоты.

Цельэтихпревращений

ууказанныхорганизмов

– удалитьпируватизклеткиоки

с-

литьНАДН,котообрвыйазовался6

-йреакции.

biokhimija.ru

ТиминО.А.

Лекции по общей биохимии (2018г)

217

Наиболееактивнореакции

пентозофосфатного пути( ПФП) идутвцитозолеклетокп

е-

чени,жировойткани,эритроцитах,коре

надпочечн,молочнойжепрезеактации, ов

в

гораздоменьшстепений

вскелетныхмышцах.

Этотпу ь

окислглюконесвяниязаны

образованэнергиием

,аобеспечи ваетнаболиклеток.Всвяэтзуимм

новорожденных и

детей первыхлетжизниегоактивнодо ольноы. сокать

Пентозофосфатныйпуть

(смстр.24

0) включает дваэтапа

– окислительныйнеокисл

и-

тельный.

Напервом , окислительном,этапеглюкозо

-6-фосфатвтрех

реакцияхпревращается

рибулозо-5-фосфат,реакциисопровождаютсявосстановлениемдвухмолекулНАДФдо

НАДФН.

инсулин повышает активностьгл

Наэтомэтапепроисходитрегуляпроцесса: ия

ю-

козо-6-фосфат-дегидрогеназыфосфоглюконат

-дегидрогеназы.

Второйэта

п – этапструктурныхперестроек

, благодарякоторымпентозы

способны

возвращатьсяв

фондгексоз

.В этих реакцияхрибулозо

-5-фосфат изомеризуется дорибозо

-5-

фосфатаиксилулозо

-5-фосфата.Далееподвлияниемферментов

транскетолазы

и

трансальдолазы происходятструктурныеперестройкиобразованием

других моносахари-

дов.Приреализвс хвторогоакцийцииэтапапентозыпревфруктозоращаются

-6-

фосфатиглицеральдегидфос

фат.Изглицеральдегид

-3-фосфатапринеобходимостимогут

образоватьсягексозы.

З Н А Ч Е Н И Е П Е Н Т ОПЗУО Ф О С Ф А Т Н О Г О

Т И

1. Значение первого этапапентозофосфпутизаключвсинтНАДФНа.тногоезется

Образованный НАДФН используется:

o

длясинтезажирныхкислот,

o

длясинтеза холестеролаи другихстероидовнапример( ,желчныхкислот)

,

o

длясинтезаглу

тамкислотыновойиз

α-кетоглуткислотыре( восстанкцияровой

о-

вительаминирого

вания),

o

длясинтезадезоксирибонуклеотидов,

o

длясистемзащиклеткиотсвободноы

-радиокисленияальногоантиоксидантн(

ые

системы),

o

длядеятцепимикросомальногостикисл

енцитохром( яР450),

o

длявосстановленияжелеза(III)

метгемоглобина вжелез о(II)нормальногогемогл

о-

бина,

o

дляреактивациифол слвитаминаевоКтый

.

2Значение.

второго этападвояко:

o

либовпервойреакцрибозооб азуется

-5-фосфат,которыйиспользуетсяприсинт

е-

зерибонуклеотидовостальныепентозыстекаютсяэтуреакцию.

Рибозо-5-фосфат

Строениеобменуглеводов

218

необходимдлясинтеза

пуриновыхпиримидиновыхнуклеотнуклеиновыхдов

с-

лот,

o

лиоборазуемы

епентозо -5-фосфатыпревфруктозоращаются

-6-фосфатиглицер

–

альдегид-3-фосфативливаютсяпутьгликолиза.

второй

Приопределеусловияхразклеткинмогутыеныхвыкподключатьи и

неокислительныйэтап.

biokhimija.ru

ТиминО.А.

Лекции по общей биохимии (2018г)

219

РО Л Ь ПЕНТОЗОФОСФАТНОГОПУ

ТИ ВРАЗЛИЧНЫ Х

КЛЕТКАХ

Метаболизмглюкозо

-6-фосфата впентозофосфатномпути

можетидтипоразличным

вариантам. Судьба метаболитовпентозофосфатногопути

зависит от ситуации, потребностей

клетки и ее типа.

Пример 1

Рассмотримситуацию,когдап

отребность клетки вНАДФНи

рибозо-5-фосфатесб

а-

лансирована. На,пример

росте и делении клеткитребуется

рибоза длясинтезарибону

к-

леотидов

НАДФН дляпревращениярибонуклеотидовдезоксирибонуклеотиды

. Прит а-

кихусловиях

реакцииэтапа1

идутобычнымпорядком

– образуетсядвемолекулы

НАДФН,

но реакции 2этапаобрываюнастадиисинрибозосяеза

-5-фосфата.

Пример 2

ЕслипотребвНАДФНзначительноостьпревышаетпот бностьозо

-5-фосфате,

как,например,в

адипоцитах и печени присинтезе

жирныхкислот

,то поокислительн ым

реакциям пентозофосфатногопутиобразуются

НАДФН ирибулозо

-5-фосфат.Далее,под

действием ферментовэтапа2

,рибулозо -5-фосфатпревпентозоращается

-5-фосфаты идалее

вофруктозо

-6-фосфатиглицеральдегид

-3-фосфат.

Полученныепродукты

евращаются

пируват

ацетил-SKoA и,восновном,исподсинтезальзуютсяжиров.Одновременно

ГАФможпревтращаться

глицерол-3-фосфат иуходитьвбиостр нтезацилглицеролов.