10. Общее представление о гликолитическом пути дыхания. Его биологическая роль

ГЛИКОЛИТИЧЕСКИЙ ПУТЬ ДЫХАТЕЛЬНОГО ОБМЕНА является наиболее распространенным и, в свою очередь, состоит из двух фаз. Первая фаза – анаэробная (гликолиз), вторая фаза – аэробная. Эти фазы локализованы в различных компартментах клетки. Процесс состоит из 10 реакций в аэробных условиях, в анаэробных – дополнительные реакции брожения.

ГЛИКОЛИЗ – это процесс постепенного превращения сахара – глюкозы в пируват, в результате которого клетка обогащается энергией. Реакции гликолиза идут в цитозоле и в хлоропластах. В результате гликолиза из одной молекулы глюкозы образуется 2 молекулы пировиноградной кислоты и 4 молекулы АТФ. Поскольку макроэргическая связь формируется прямо на окисляемом субстрате, то такой процесс образования АТФ получил название субстратного фосфорилирования. 2 молекулы АТФ покрывают расход на первоначальное активирование субстрата за счет фосфорилирования. Следовательно, накапливаются 2 молекулы АТФ. Кроме того, в ходе гликолиза восстанавливаются 2 молекулы НАД до НАДН, окисление которых в электронтранспортной (дыхательной) цепи митохондрий приводит к синтезу 6 молекул АТФ. Итого образуются 8 молекул АТФ. Образовавшиеся 2 молекулы ПВК вступают в окислительное декарбоксилирование и ЦТК.

ЦИКЛ ДИ- И ТРИКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ (ЦИКЛ КРЕБСА). Цикл Кребса – это последовательность химических превращений одного углеродного скелета.В этом цикле окисляется не сама ПВК, а ее производное – ацетил-КоА. Он образуется в результате окислительного декарбоксилирования ПВК при участии пируватдегидрогеназного комплекса. Процесс этот состоит из ряда реакций и катализируется сложной мультиферментной системой, состоящей из трех ферментов и пяти коферментов, и названной пируваткарбоксилазой.

При окислении одной молекулы ПВК образуется 3 молекулы НАДН, 1 молекула НАДФН и 1 молекула ФАДН₂, при окислении которых в дыхательной электронтранспортной цепи синтезируется 14 молекул АТФ. Кроме того, 1 молекула АТФ образуется в результате субстратного фосфорилирования.

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ: обеспечение энергией, необходимой для осуществления других процессов; при этом промежуточные вещества, которые образуются в ходе данного пути дыхания, используются для синтеза белков, жиров и углеводов.

11. Гликолиз: химизм, биологическая роль

ГЛИКОЛИЗ – процесс постепенного превращения сахара – глюкозы в пируват, в результате которого клетка обогащается энергией.

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ:

1) образование в анаэробных условиях 2 молекул АТФ. Если гликолиз начинается с крахмала (гликогенолиз), то накапливается 3 молекулы АТФ. Но в энергетическом плане два эти процесса равноценны.

2) пластическая роль – заключается в синтезе вторичных метаболитов.

СУММАРНОЕ УРАВНЕНИЕ ГЛИКОЛИЗА: C₆H₁₂O₆ → 2C₃H₄O₃ + 4H + 2АТФ.

Р еакции гликолиза идут в цитозоле и в хлоропластах. Процесс состоит из 10 реакций. Реакции идут в аэробных условиях.

1 СТАДИЯ:

1) Фосфорилирование глюкозы: прежде всего, для того чтобы подвергнуться дыхательному распаду, глюкоза активируется. Активация глюкозы происходит путем фосфорилирования шестого углеродного атома за счет взаимодействия с АТФ, т. о. образуется глюкоза-6-фостфат.

Фермент реакции: гексокиназа

2) Изомеризация глюкозо-6-фосфата во фруктозо-6-фосфат.

Фермент реакции: фосфоглюкоизомераза

3) Активирование фруктозо-6-фосфата, которая осуществляет перенос фосфатной группы от молекулы АТФ к первому углеродному атому фруктозо-6-фосфата.

Фермент реакции: фосфофруктокиназа

4) Расщепление фруктозо-1,6-дифосфата на дигидрооксиацетонфосфат и глицеральдегид-3-фосфат

Фермент реакции: фруктозодифосфатальдолаза

В следующих превращениях принимает участие только глицеральдегид, а дигидрооксиацетонфосфат изомеризуется в глицеральдегид-3-фосфат. Поэтому в дальнейшем все превращения проходят с коэффициентом 2, т. к. в итоге из молекулы фруктозо-1,6-дифосфата образуются две молекулы глицеральдегид-3-фосфата.