Регуляция цтк

Основными регуляторными ферментами цикла являются ферменты, катализирующие необратимые реакции: цитратсинтаза (1) и изоцитратдегидрогеназа(2). Ингибиторами первого фермента являются АТФ, восстановленный НАД, сукцинил-SКоА. Положительными аллостерическими эффекторами изоцитратдегидрогеназы являются АДФ и окисленный НАД, ингибиторами АТФ и восстановленный НАД.

Регуляторную функцию выполняет также α-кетоглутаратдегидрогеназный комплекс. Его активность регулируется аналогично пируватдегидрогеназе, то есть продуктами этой реакции АТФ, восстановленным НАД, сукцинил-КоА.

Таким образом, решающим фактором при регуляции скорости ЦТК является обеспечение клеток энергией. Активность регуляторных ферментов этого цикла и ОДП зависит от соотношения восстановленного и окисленного НАД, от АТФ к АДФ. Кроме того, осуществляется регуляция активности ферментов по аллостерическому механизму собственно промежуточными метаболитами самого цикла: сукцинил-КоА ингибирует цитратсинтазу, цитрат активирует изоцитратдегидрогеназу. Также установлена важная регуляторная роль- концентрация оксалоацетата. Это метаболит, способный инициировать включение пирувата в процесс глюконеогенеза.

ЦТК относится к амфиболическим путям метаболизма, то есть выполняет не только функции окислительного катаболизма, но и связан с анаболическими процессами: поставляет промежуточные метаболиты для реакций биосинтеза, например, сукцинил-КоА – для синтеза гема, α-кетоглутарат – глутаминовой кислоты и т. д.

Малат может поступать из митохондрий в цитозоль клетки, где под воздействием НАДзависимой дегидрогеназы превращается в пируват.

Следует отметить, что, если, первый этап аэробного окисления углеводов – гликолиз является специфическим процессом катаболизма глюкозы, то два последующие ОДП и ЦТК относятся к общим путям катаболизма. Пируват (С₃ ) и ацетил-КоА (С₂ ) образуются не только при распаде глюкозы, но и липидов и аминокислот.

Пентозомонофосфатный путь

Это альтернативный путь окисления глюкозы, еще его называют гексозомонофосфатный шунт, так как глюкоза – 6 – фосфат выключается из метаболического превращения. Этот путь широко распостранен в природе, в организме человека активность его высока в лактирующей молочной железе, жировой ткани, зрелых эритроцитах, печени. Низкий уровень выявлен в скелетной и сердечной мышцах, щитовидной железе, легких. Протекает данный процесс в цитозоле.

Этот процесс выполняет 2 важнейшие метаболические функции: образование НАДФН для восстановительных синтезов, например, синтез жирных кислот и стероидов;

Во-вторых, в данном пути окисления глюкозы образуются важные структурные предшественники для анаболических процессов в клетке, например,рибозо – 5 – фосфат – для биосинтеза нуклеотидов и нуклеиновых кислот, эритрозо-4-фосфат – для биосинтеза 3х аминокислот:фен, тир,триптофана.

Кроме того, в аэробных условиях данный путь может выполнять энергетическую функцию, благодаря взаимопревращению НАДФ и НАДН. Последний, как известно, способен запустить процесс окислительного фосфорилирования для синтеза АТФ.

Пентозофосфатный путь в эритроцитах поставляет НАДФН для восстановления окисленного глутатиона в восстановленный глутатион, эта реакция катализируется глутатионредуктазой. Восстановленный глутатион разрушает в эритроцитах Н₂ О₂ . Эта реакция имеет важное значение, так как накопление перекиси способствует повышению скорости окисления гемоглобина в метгемоглобин.

Одна из форм гемолитической анемии обусловлена недостаточностью глюкозо -6-фосфатдегидрогеназы.

Пентозомонофосфатный путь составляют 8 реакций и в нем условно выделяют 2 фазы. Первая фаза – окислительная, включает 3 реакции и завершается окислением глюкозо-6-фосфата до пентозофосфатов.

Вторая фаза – неокислительная (5 реакций), она представляет собой взамопревращения 3х, 4х,5ти, 6ти и 7миуглеродных углеводных скелетов. Основными ферментами являются транскетолаза и трансальдолаза. Все реакции идут в цитозоле и являются обратимыми.

Все конечные продукты этих превращений могут далее метаболизировать по пути гликолиза, обеспечивая как энергетические потребности клетки, так и потребности в НАДФН.

Пентозофосфатный путь отличается крайней гибкостью. Если в клетке потребности в рибозо-5-фосфат и НАДФН сбалансированы, то неокислительной стадии не нужно. Но если, например, жировым клеткам НАДФН нужно значительно больше, чем рибозо-5-фосфата, то избыток последнего в результате реакций неокислительной стадии превращается в глюкозу-6-фосфат.