32 Вопрос Гликолиз (распад глюкозы)
Углеводы могут расщепляться в аэробных и в анаэробных условиях. В основном расщеплению подвергается глюкоза.
Гликолиз
- анаэробный процесс (хронологически создан раньше) расщепления глюкозы. Характерен и микроорганизмам, и растениями, и животным. последовательность гликолитических реакций различается у организмов характером регуляции скорости и метаболической судьбой образования пирулата. Процесс гликолиза в общем содержит 10 реакций:
Следующие стадии способствуют накоплению Е.
Глицеральальдегидфосфатдегидрогеназа
Выделилось 2 молекулы АТФ. Выигрыш энергии составляют эти 2 молекулы АТФ.
Если процесс гликолиза в скелетной мышце, то он не завершается гликолизом. Пировиноградная кислота далее расщепляется в анаэробных условиях (восстановление до молочной кислоты).
Спиртовое брожение
Если процесс происходит в дрожжевых клетках, то пировиноградная кислота подвергается спиртовому брожению.
Процесс декарбоксилирования
Все процессы брожения – анаэробные.
Анаэробное расщепление пировиноградной кислоты. Пировиноградная кислота, образуется в анаэробных условиях или молочная кислота превращается под действием НАД+:
33 Вопрос. Цикл Кребса
Ацетилкоанзм-А расщепляется в универсальном цикле Кребса. Образование его происходит под действием мультиферм.системы – пируват декарбоксилазный комплекс. У млекопитающих (эукариот) эта система находится в митохондриях, у прокариот – в цитоплазме. Состоит комплекс из 5-ти коферментов: тиаминпирофосфат, липоевая кислота, коанзим А, ФАД, НАД+.
Цикл трикарбоновых кислот (Кребса) был открыт и доказан Кребсом в 1953г, получил за это Нобелевскую премию.
Было доказано, что цикл локализован во внутр.мембране метохондрий. Все ферменты находятся либо в матриксе, либо во внутренней мембране:
Аконитаза, сукцинатдегидрогеназа.
В матриксе:- пируватдегидрогеназный комплекс;
- цитрат синтетаза;
- изоцитратдегидрогеназа;
- α-кетоглутаратдегидрогеназный комплекс;
- фумараза;
- малатдегидрогеназа;
Щавелевая кислота.
E’ – регуляторный фермент. Реакция лимитирует общую скорость цикла лимонной кислоты.
Цитрат -> изоцитрат
E’’ – сложный фермент, содержитFeи кислотнолабильный атомS
Изоцитрат дегидрируется с образованием α кетоглутаровой к-ты.
Образовавшийся α – кетоглутарат окисляется до сукцината.
ГТФ + АДФ –> ГДФ + АТФ
Под действием ФАД – дегидрогиназы образуется фумаровая кислота
В цикле Кребса 12 молекул АТФ.
Живые клетки научились использовать этот процесс расщепления в свою пользу. При расщеплении 1 молекулы глюкозы образуется 36 молекул АТФ (аэробные условия) и 2 в анаэробных.
Реакции гликолиза обратимые.
Пентозный цикл
Часть глюкозы может расщепляться другим способом. Существует важный цикл – фосфоглюконатный (пентозный). Образуются пентозы, гептозы и октозы, именно этот путь расщепления способствует образованию НАДФН+Н+, необходимых для синтеза жирных кислот.
Имеет 2 фазы. Все реакции протекают в цитоплазме и ядрах. Первая фаза окислительная. Она сопровождается окислением глюкозо-6-фосфата, вторая фаза не окислительная, представляет собой взаимопревращение 3,4,5,7 и 8 углеродных сахарофосфатов, в результате чего регенирируется глюкозо-6-фосфат.
Е – глюкозо-6-фосфатдегидроназа ->
НАДН+H+- небелковая часть
глюконо-δ-лактон
Иногда пентозный цикл и заканчив-ся на образовании этих пентоз.
Вторая стадия (реакции) цикла аналогична во многом реакции фотосинтеза.
Очень важны 2 типа реакций, протекающих под действием фермента транскеталазы и трансальдолазы. Они же действуют в фотосинтезе. Транскеталаза переносит СН2ОН-С=О. Перенос осуществляется с кетулоза 5-фосфат на рибоза 5-фосфат.
Образуется глицерин альдегид.
Трансальдолаза переносит СН2ОН, С=О, НО-Н на глицеринвый альдегид.
Транскеталазная реакция. Переносится фрагмент кселюлоза-5-Р-продукт 1 фазы, взаимодействует с эритрозой 4-Р, происходит перенос группы O=C-CH2OHна эритрозу 4-P
В этом цикле м.б. выделены все эти продукты.
Фотосинтезирующие растения способны улавливать солнечную энергию и запасать ее в форме АТФ и НАДФН+Н+.
Они служат источником для синтеза углеводов в растительных клетках. Солнечная энергия помогает утилизировать углекислый газ и др.в-ва, запасаться углеводами, углекислый газ и кислород постоянно циркулируют, проходя через биосферу за счет фотосинтеза. Ежегодно растительный мир генерирует за счет солнечной энергии не менее 10^(17) ккал свободной энергии, что в 10 раз превышает энергию полезных ископаемых, потребляемое за год всем населением земного шара.
Глюкоза -> глюкуроновая + аскорбинова к-та. Глюкоза -6 Р под действием Ф превращается в глюкозу -1-Р
Так синтезируется витамин С. В организме не образуется, т.к. отсутствует гулонолактоноксидаза => получают извне.