7. Образование малата из фумарата
Фермент: фумараза – олигомерный белок, состоящий из 4 идентичных ППЦ. Он расположен в матриксе митохондрий. Это ф. с абсолютной субстратной специфичностью: катализирует гидратацию только трансформы фумарата.
8. Дегидрирование малата: обр. оксалоацетат
Фермент: NAD-зависимая малатдегидрогеназа, содержащаяся в матриксе митохондрий.
В
цитозоле содержится изоформа
малатдегидрогеназы, также NАD-зависимая,
но не принимающая участие в цитратном
цикле.
Роль цитратного цикла:
1. Энергетическая
Генерация атомов водорода для работы дыхательной цепи, а именно трех молекул НАДН и одной молекулы ФАДН2,
Синтез одной молекулы ГТФ (эквивалентна АТФ).
2. Анаболическая. В ЦТК образуются:
Предшественник гема – сукцинил-SКоА,
Кетокислоты, способные превращаться в аминокислоты – α-кетоглутарат для глутаминовой кислоты, оксалоацетат для аспарагиновой,
Лимонная кислота, используемая для синтеза жирных кислот,
Оксалоацетат, используемый для синтеза глюкозы.
Вопрос 60 Цикл лимонной кислоты, схема процесса. Связь цикла с целью переноса электронов и протонов. Регуляция цикла лимонной кислоты. Анаболические и анаплеротические функции цитратного цикла.
Цикл (см. 59 вопрос)
Связь окислительного декарбоксилирования пирувата с ЦПЭ: окислит.
декарбокс-е пирувата (ЦТК) сопровождается образованием NADH, поставляющим электроны в дыхательную цепь и обеспечивающим синтез 3 молей АТФ на 1 моль пирувата путём окислительного фосфорилирования.
Так как отношения АДФ/АТФ и NADH/NAD+ в клетке относительно постоянны,
ускорение утилизации АТФ приводит к повышению концентрации АДФ и ускорению окисления NADH в дыхательной цепи. Повышение концентрации NAD+, стимулирует окислительное декарбоксилирование пирувата.
И наоборот, повышение концентрации АТФ и NADH снижает скорость процесса.
Т.о., изменения отношений АДФ/АТФ и NADH/ NAD+ – важнейшие сигналы, отражающие энергетические потребности клетки и регулирующие скорость окислительного декарбоксилирования пирувата.
Каталитическая активность пируват-дегидрогеназного комплекса снижается, когда
в клетках имеется достаточно "топлива" в виде жирных кислот и ацетил-КоА.
Анаболические и анаплеротические функции цитратного цикла.
Цикл лимонной кислоты – амфиболический, т.к. помимо окисления в-в, там
происходит обр-е субстратов для других метаболических путей.
Промежуточные продукты цикла: α-кетоглутарат, сукцинат, оксалоацетат
могут использоваться для синтеза заменимых аминокислот.
Убыль промежуточных продуктов цикла восполняется в реакциях, катализируемых
специфическими ферментами. Реакции, забирающие промежуточные продукты из цикла и восполняющие их убыль, находятся в состоянии равновесия, так что концентрация продуктов в митохондриях постоянна.
Анаплеротические реакции – р., обеспечивающие пополнение фонда
промежуточных продуктов ЦТК
Важнейшая из них: реакция синтеза оксалоацетата из пирувата.
Фермент: пируваткарбоксилаза (олигомерный фермент, содержащий 4 простетические группы, представленные биотином).
Если для ЦТК не хватает оксалоацетата или другого промежуточного продукта, то
карбоксилирование пирувата ускоряется (источник энергии АТФ).
Реакция протекает в 2 стадии.
Происходит активация СO2 путём присоединения к одному из атомов азота в молекуле биотина. Эта реакция сопряжена с гидролизом АТФ.
АТФ + СO2+ Е-биотин + Н2O → АДФ + Н3РO4 + Е-биотин-СОО- + 2 Н+
Активированная карбоксильная группа переносится на пируват.
Е-биотин-СОО- + Пируват → Е-биотин + Оксалоацетат
Пируваткарбоксилаза – регуляторный фермент. Если концентрация ацетил-КоА
увеличивается, то он действует как аллостерический активатор пируваткарбоксилазы, ускоряя образование оксалоацетата. Т.о., избыток ацетил-КоА способствует активации цитратного цикла.
Метаболиты цитратного цикла используются как субстраты синтеза углеродного
скелета ряда соединений и явл. донорами Н+для образования восстановленных коферментов, участвующих в реакциях синтеза жирных кислот, стероидов и других веществ.
Два метаболита ЦТК могут дегидрироваться при участии NADP-зaвиcимыx
дегидрогеназ: малата и изоцитрата (обеспечивают обр около половины общего фонда NADPН, используемого в восстановительных синтезах)