- •Процессы катаболизма и анаболизма в клетках. Эндергонические и экзергонические реакции в живой клетке. Макроэргические соединения: определение, примеры.
- •3. Окислительное фосфорилирование: сущность процесса, обобщенная схема, субстраты, коэффициент р/о. Строение митохондрий.
- •1 Комплекс. Надн-КоQ-оксидоредуктаза
- •2 Комплекс. Фад-зависимые дегидрогеназы
- •3 Комплекс. КоQ-цитохром c-оксидоредуктаза
- •4 Комплекс. Цитохром с-кислород-оксидоредуктаза
- •5 Комплекс
- •1. Первичные акцепторы водорода
- •Разобщение тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования. Терморегуляторная функция тканевого дыхания. Термогенная функция энергетического обмена в бурой жировой ткани.
- •Пируватдегидрогеназный мульферментный комплекс
- •11. Пируватдегидрогеназный комплекс животных. Строение, коферменты активных центров, тонкий механизм катализа.
- •12. Цикл лимонной кислоты: биологическая роль, последовательность реакций, характеристика ферментов.
- •Образование цитрата
- •Превращение цитрата в изоцитрат
- •Окислительное декарбоксилирование изоцитрата
- •Превращение сукцинил-КоА в сукцинат
- •Дегидрирование сукцината
- •Образование малата из фумарата
- •Дегидрирование малата
- •13. Ключевые реакции цикла лимонной кислоты. Механизмы регуляции скорости цикла лимонной кислоты.
- •Дегидрирование сукцината
- •Образование малата из фумарата
- •Дегидрирование малата
- •14. Анаплеротические реакции цикла лимонной кислоты (уравнения реакций, ферменты, биологическая роль). Анаболическое значение цикла лимонной кислоты.
- •Фосфоенолпируваткарбоксикиназа
- •Реакции катаболизма аминокислот
- •Реакции катаболизма жирных кислот
- •16. Основное понятие – углеводы. Классификация углеводов. Распространение углеводов в живой природе. Их биологическая роль.
- •Классификация моносахаридов
- •Производные моносахаридов
- •Строение некоторых производных моносахаридов
- •18. Дисахариды. Строение. Роль в питании. Олигосахариды. Их роль в рецепции. Группы крови.
- •Строение мальтозы и изомальтозы
- •Строение сахарозы
- •Строение лактозы и целлобиозы
- •19. Полисахариды. Крахмал. Гликоген. Гетерополисахариды. Строение и биологическая роль.
- •Строение целлюлозы Гетерополисахариды
- •20. Переваривание углеводов. Всасывание углеводов. Транспорт глюкозы в тканях.
- •Переваривание углеводов в желудочно-кишечном тракте
- •Транспорт моносахаров через мембраны Всасывание в кишечнике
- •Вторично-активный транспорт
- •Вторично-активный транспорт глюкозы и галактозы через мембраны энтероцитов Пассивный транспорт
- •Транспорт из крови через мембраны клеток
- •21. Синтез гликогена.
- •22. Распад гликогена и мобилизация глюкозы.
- •23. Регуляция синтеза и распада гликогена в печени. Роль гормонов и протеинкиназ в регуляции. Способы активации синтазы гликогена
- •Способы активации фосфорилазы гликогена
- •24. Гликолиз. Химические реакции и ферменты.
- •Реакция 1
- •Реакция 2
- •Реакция 3
- •Реакция 4
- •Реакция 5
- •Реакция 6
- •Реакция 9
- •Реакция 11
- •25. Глюконеогенез. Схема процесса, необратимые реакции. Субстратные циклы.
- •26. Регуляция гликолиза и глюконеогенеза. Фосфофруктокиназа-2 и ее роль в гормональной регуляции обмена углеводов.
- •Гормональная регуляция гликолиза, глюконеогенеза и обмена гликогена.
- •27. Анаэробный гликолиз. Превращение пировиноградной кислоты в анаэробных условиях. Лактатдегидрогеназа. Цикл Кори.
- •29. Схема пентозофосфатного цикла. Биологическое значение.
- •30. Регуляция содержания глюкозы в крови. Влияние инсулина и контринсулярных гормонов на уровень «сахара» в крови. Глюкозоксидазный метод определения содержания глюкозы крови.
- •Глюкозооксидазный метод
- •31. Наследственные нарушения обмена моносахаридов и дисахаридов.
12. Цикл лимонной кислоты: биологическая роль, последовательность реакций, характеристика ферментов.
Цикл лимонной кислоты (цитратный цикл, цикл Кребса, цикл трикарбоновых кислот, ЦТК) - заключительный этап катаболизма, в котором углерод ацетильного остатка ацетил-КоА окисляется до 2 молекул СО2. Атомы водорода, освобождающиеся в окислительно-восстановительных реакциях, доставляются в ЦПЭ при участии NAD- и FAD-зависимых дегидрогеназ, в результате чего происходят синтез воды и окислительное фосфорилирование АДФ. Связь между атомами углерода в ацетил-КоА устойчива к окислению. В условиях организма окисление ацетильного остатка происходит в несколько этапов, образующих циклический процесс из 8 реакций:
Скорость функционирования ЦТК точно подогнана к потребности клеток в АТФ, т.е. цикл Кребса сопряжен с дыхательной цепью, функционирующей только в аэробных условиях. Важной регуляторной реакцией цикла является синтез цитрата из ацетил-КоА и оксалоацетата, протекающий при участии цитратсинтазы. Высокий уровень АТФ ингибирует данный фермент.
Вторая регуляторная реакция цикла – изоцитратдегидрогеназная. АДФ и НАД+ активируютфермент, НАДН(Н+) и АТФ ингибируют. Третьей регуляторной реакцией является окислительное декарбоксилирование a-кетоглутарата. НАДН(Н+),сукцинил-КоА и АТФ ингибируют a-кетоглутаратдегидрогеназу.
Последовательность реакций цитратного цикла
Образование цитрата
В реакции образования цитрата углеродный атом метильной труппы ацетил-КоА связывается с карбонильной группой оксалоацетата; одновременно расщепляется тиоэфирная связь и освобождается коэнзим A (ΔG0' = -37,6 кДж/моль). Равновесие реакции в клетке сильно сдвинуто вправо, о чём свидетельствует отрицательная величина стандартной свободной энергии. Реакция сопровождается потерей большого количества энергии в виде теплоты. Катализирует реакцию цитрат синтаза, фермент, локализованный в матриксе митохондрий.
Превращение цитрата в изоцитрат
Вторая реакция цитратного цикла - обратимое превращение цитрата в изоцитрат (рис. 6-24). Фермент, катализирующий эту реакцию, назван аконитазой по промежуточному продукту, цис-аконитовой кислоте, которая предположительно образуется в реакции. Однако это соединение не обнаруживается в свободном виде, так как не отделяется от активного центра фермента до завершения реакции.
Окислительное декарбоксилирование изоцитрата
Эту реакцию катализирует изоцитратдегидрогеназа. Существуют 2 формы изоцитратдегидрогеназы: одна содержит в качестве коферментa NAD+, вторая - NADP+. NAD-зависимый фермент локализован в митохондриях и участвует в ЦТК; NADP-зависимый фермент, присутствующий и в митохондриях, и в цитоплазме, играет иную метаболическую роль, В результате действия этого фермента на изоцитрат образуется α-кетоглутарат Реакция, катализируемая NAD-зависимой изоцитратдегидрогеназой, - самая медленная реакция цитратного цикла. АДФ - аллостерический активатор фермента.
Окислительное декарбоксилирование α-кетоглутарата
В этой реакции α-кетоглутарат подвергается окислительному декарбоксилированию с образованием в качестве конечных продуктов сук-цинил-КоА, СО2 и NADH + Н+. В результате этой реакции образуется сукцинил-КоА Реакцию катализирует α-кетоглутаратдегидрогеназный комплекс, который по структуре и функциям сходен с пируватдегидрогеназным комплексом (ПДК). Подобно ПДК, он состоит из 3 ферментов: α-кетоглутаратдекарбоксилазы, дигидролипоилтранссукцинилазы и дигидролипоилдегидрогеназы. Кроме того, в этот ферментный комплекс входят 5 коферментов: тиаминдифосфат, кофермент А, липоевая кислота, NAD+ и FAD. Существенное отличие этой ферментной системы от ПДК - то, что она не имеет сложного механизма регуляции, какой характерен для ПДК. В частности, в этом комплексе отсутствуют регуляторные субъединицы. Равновесие реакции окислительного декарбоксилирования α-кетоглутарата сильно сдвинуто в сторону образования сукцинил-КоА, и её можно считать однонаправленной.