Челночные механизмы
Так как сама молекула НАДН через мембрану не проходит, то существуют специальные системы, принимающие атомы водорода от НАДН в цитоплазме и отдающие их в матриксе митохондрий. Эти системы получили название челночные системы.
Глицеролфосфатный челночный механизм:
Главный фермент: глицерол-3-фосфат-дегидрогеназы
Изоферменты:
Цитоплазматический -- НАД
Митохондриальный – ФАД
Механизм работы: в цитозоле дигидроксиацетонфосфат (ДГАФ) под действием глицерофосфатдегидрогеназы (ГФДГ)) забирает от НАДНН водород, превращаясь в глицерол-3-фосфат. Глицерол-3-фосфат-дегидрогеназа расположена на внешней стороне внутренней митохондриальной мембраны. Она ждет, когда к ней прилипнет глицерол-3-фосфат. Тогда она от него забирает Н, восстанавливая ФАД до ФАДН2. К ФАДН2 приходит убихинон, с целью восстановиться до убихинола.
Малат-аспартатный челночный механизм
Главный фермент: малатдегидрогеназа
Механизм работы:
Малат проникает в матрикс митохондрии только в обмен на альфа-КГ через малат-альфа-КГ-транслоказу
протекает в обратную сторону: малат+НАД превращается в ОА и НАДНН
АСТ
– аспаратаминотрансфераза
Аспарат через аспартат-глутамат-транслоказа уходит из матрикса в цитозоль, а глутамат из цитозоля идет в матрикс
в цитозоле эта реакция происходит наоборот: из аспарата и альфа-КТ мы получаем ОА и глутамат
Глюконеогенез общие сведенья
Глюконеогенез – это синтез глюкозы из неуглеводных компонентов: лактат, пируват, ЩУК, альфа-КТ, глицерол, гликогенные АК.
Субстратами не являются: ацетил-КоА, холестерол и его производные, кетоновые тела, жирные кислоты (чётные), кетогенные аминокислоты.
Локализован в печени и проксимальных канальцах почек, запускается во время голодания и стресса.
Глюконеогенез
Глюконеогенез начинается сразу с обхода 10 реакции, которая является необратимой (не можем ПВК превратить в фосфоенилпируват).
заметь,
здесь речь о КАРБОКСИЛИРОВАНИИ ПВК.
Фосфоенилпируват -- 9 реакция ГЛИКОЛИЗА
вот
как со стороны выглядят эти этапы
Дальше все идет как по маслу, пока не доходит до 3 реакции гликолиза, которую необходимо обойти. Делается это с помощью фермента фруктозо-1,6-дифосфатазы. Этот фермент есть в почках, печени, поперечно-полосатых мышцах.
Также необходимо обойти самую первую реакцию гликолиза. Последняя реакция катализируется глюкозо-6-фосфатазой. Она имеется только в печени и почках, следовательно, только эти ткани могут продуцировать свободную глюкозу.
Цикл Кори (Глюкозо-Лактатный цикл)
Глюкозо-лактатный цикл – процесс, объединяющий реакции глюконеогенеза и реакции анаэробного гликолиза. Глюконеогенез происходит в печени, субстратом для синтеза глюкозы является лактат, поступающий в основном из эритроцитов или мышечной ткани.
Глюкозо-аланиновый цикл
При работе в мышцах распадаются белки – АК – аммиак, который нужно обезвредить -- глутамат. В тоже время в мышце из глюкозы синтезируется ПВК. ПВК + Глу = альфа-КГ + Аланин, эта пара уходит в печень, превращаясь в ПВК + Глу. Глутамат переходит в свою истинную форму – аммиак и выводится с мочой. ПВК проходит глюконеогенез
Пентозофосфатный путь
Пентозофосфатный путь -- альтернативный путь окисления глюкозо-6-фосфата, в котором не образуется АТФ, а образуется рибулозо-5-фосфат, необходимый для синтеза ДНК/РНК.
Связь с гликолизом: Глюкозо-6-фосфат, используемый в ПФШ, может быть взят из гликолиза. Глюкозо-6-фосфат, образованный в результате гликолиза глюкозы, может служить исходным материалом для пентозо-фосфатного пути.
Локализован в цитозоле клеток: жировой ткани, эритроцитов, коры надпочечников, лактирующей молочной железы, печени.
Пентозофосфатный путь включает два этапа – окислительный и этап структурных перестроек (неокислительный).
Окислительный:
6-фосфоглюконо-?-лактон + вода = 6-фосфоглюконат
Неокислительный:
Біороль ПФШ в еритроцитах, гепатоцитах та жирових клітинах.
Эритроциты |
помогает создавать материалы для клеточного роста и восстановления, такие как нуклеотиды. |
Гепатоциты |
обеспечивает энергию и строительные блоки для клеток печени, включая синтез нуклеиновых кислот. |
Адипоциты |
обеспечивает энергию и материалы для синтеза нуклеиновых кислот. |
Обмін фруктози в організмі людини. Спадкові ензимопатії, пов'язані з генетичними дефектами синтезу ферментів метаболізму фруктози - несприйняття фруктози, фруктоземія
Включення фруктози в обмін глюкози здійснюється шляхом:
Спадкові ензимопатії:
1. Дефект фруктокиназы (эссенциальная фруктоземия) – фруктоза не превращается в Фрук-1-Ф
2. Дефект альдолазы В (наследственная непереносимость фруктозы) – накапливается Фрук-1-Ф, блокируя другие процессы (гликогенолиз, гликолиз)
Обмін галактози людини. Спадкові етимопатії, пов'язані з генетичним дефектами спитезу ферментів метаболізму галактози галактоземія.
Включення галактозы в обмін глюкози здійснюється шляхом
Перетворення галактози
1. Дефект галактокиназы: галактоза превращается в галактитол, что приводит к катаракте
2. Дефект галактозо-1-фосфатуридилтрансферазы (ГАЛТ): накопление Гал-1-Ф, ингибирует ферменты глюкозо-6-фосфатазы (торможение глюконеогенеза), глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы, фосфоглюкомутазы (торможение глюкогенолиза), торможение ПФП
Гликогеногенез
ФГМ -- фосфоглюкомутаза
Затравку контролирует гликоген-синтаза, создавая альфа-1,4-связи. Доходя до 11, к цепочке присоединяется амило-α-1,4-α-1,6-гликозилтрансфераза ("гликогенветвящий"фермент), который срезает кубы и переносит их на внутренню сторону этой или другой цепочки цепочки, образуя альфа-1,6-связи
Гликогенолиз
Гликогенфосфорилаза расщепляет цепочку связанную альфа-1,4-связями. 4 последних мономера переносятся на соседнюю цепь деветвящим-ферментом\ альфа-1-6-глюкозидаза. Альфа-1-6-глюкозидаза расщепляет альфа-1,6-связи
Гормональная регуляция
Гликогенсинтаза + Ф = неАКТ
Гликогенфосфорилаза + Ф = АКТ
Гликогенозы
Гликогеновые болезни – это наследственные заболевания, обусловленные недостаточностью каких-либо ферментов, отвечающих за метаболизм гликогена. Могут быть нарушены обе стороны обмена: как синтез гликогена, так и его распад.
Печеночные гликогенозы
|
гликогеноз I типа или болезнь фон Гирке, гепаторенальный гликогеноз |
Так как фермент (глюкозо-6-фосфатазы) необходим для дефосфорилирования глюкозо-6-фосфата с последующим выходом глюкозы в кровь, у больных отмечается гипогликемия и, как следствие, ацетонемия, метаболический ацидоз, ацетонурия. |
|
Гликогеноз III типа или болезнь Форбса-Кори или лимит-декстриноз |
дефект амило-α1,6-глюкозидазы, "деветвящего" фермента, гидролизующего α1,6-гликозидную связь. |
|
гликогенозе IV типа (болезнь Андерсена |
связанного с дефектом ветвящего фермента, образуется гликоген с малым количеством ветвлений, что резко уменьшает скорость гликогенолиза. |
Мышечные гликогенозы |
Гликогеноз V типа (болезнь Мак-Ардля) |
отсутствие мышечной фосфорилазы. При тяжелой мышечной нагрузке возникают судороги, миоглобинурия, хотя легкая работа не вызывает каких-либо проблем. |
Смешанные гликогенозы |
Гликогеноз II типа (болезнь Помпе) |
поражаются все гликогенсодержащие клетки из-за отсутствия лизосомальной (кислой) α-1,4-глюкозидазы, поэтому данная болезнь относится к лизосомным болезням накопления |