
ответы на экзамен по бх / Билет 23
.docБилет 23-24.
Гликолиз.
Гликолиз (от греч. glykys – сладкий, lysis - распад) – один из центральных путей катаболизма глюкозы.
В процессе гликолиза происходит расщепление шестиуглеродной молекулы глю до 2 пвк. Первые пять этапов составляют подготовительную стадию гликолиза. Продуктом первой стадии гликолиза является глицеральдегид-3-фосфат. Подготовительная стадия гликолиза служит для того, чтобы превратить углеродные цепочки всех метаболизируемых гексоз в один общий продукт – глицеральдегид-3-фосфат.
Вторая стадия гликолиза, состоящая тоже из 5 ферментативных реакций, сопровождается образованием энергии.
Стадии гликолиза.
-
1. Фосфорилирование глюкозы: реакция протекает необратимо, катализируется гексокиназой и требует затраты АТФ:
Необратимые реакции – это реакции, протекающие в прямом направлении под действием одного фермента, а в обратном под действием другого.
Связывание гексокиназы с гексозой происходит по типу индуцированного соответствия: молекула фермента претерпевает конформационные изменения. Активность гексокиназы ингибируется глю-6-фосфатом.
В печени присутсвует другая форма фермента – глюкокиназа. Глюкокиназа специфична в отношении D-глюкозы. Глюкокиназа печени действует при возрастании концентрации глюкозы, например после приема пищи, богатой углеводами.
Гликолиз включает химические превращения 3 разных типов:
-
Распад углеродного скелета глюкозы с образованием пирувата (путь атомов углерода).
-
Фосфорилирование АДФ высокоэнергетическими фосфорилированными содинениями с образованием АТФ (путь фосфатных групп).
-
Перенос водородных атомов или электронов.
Ферменты, катализикующие гликолиз, локализованы в цитозоле.
Ферменты, катализирующие те этапы окисления углеводов, которые требуют присутствия О2, локализируются в митохондриальных мембранах.
В этих условиях глюкокиназа действует на избыточную глюкозу крови и переводит ее в глюкозо-6-фосфат для отложения в запас в виде гликогена.
В мышечной ткани глюкокиназа отсутствует.
2.Превращение глю-6-ф во фру-6-ф
3. фосфорилирование фру-6-ф во фру-1,6-дф
4. Расщепление фру-1,6-дф на триозы:
В дальнейших превращениях принимает участие глицеральдегид-3-ф, который образуется в результате изомеризации дигидроксиацетонфосфата:
Дигидроксиацетонфосфат
глицеральдегид-3-фосфат
В количественном отношении больше образуется дигидроксиацетонфосфата.
II. На второй стадии гликолиза запасается энергия.
Из одной молекулы глю образуется две молекулы глицеральдегид-3-фосфата, которые участвуют в дальнейших превращениях.
-
Окисление глицеральдегид-3-фосфата до 1,3-фосфоглицероилфосфата: дифосфоглицериновая кислота (гликолитическая оксидоредуктация)
СН2ОРО3Н2 СН2ОРО3Н2
| глицеральдегид- 2 |
СНОН фосфатдегидрогеназа CHOH
|
|
С=О C=O
| 2НАД++Фн 2НАДН+Н+ |
Н OPO3H2
3-ФГА 1,3-фосфоглицератфосфат
Коферментом глицеральдегидфосфатдегидрогеназы является НАД+ . Механизм действия этого фермента очень сложен.
-
Образование 3-фосфоглицерата:
-
Образование 2-фосфоглицерата:
-
Образование фосфоенолпирувата – субстратное фосфорилирование:
Высокоэнергетическое
фосфорилированное соединение
фосфоенолпируват.
-
Образование пирувата:
Дальше процесс идет в зависимости от наличия или отсутствия кислорода в клетке.
II. При достаточном содержании О2 в клетке глю окисляется до конечных продуктов – СО2, Н2О и этот процесс называется аэробным окислением глю.
Конечным продуктом аэробного гликолиза является пируват, а энергетический баланс складывается из 3 молекул АТФ образовавшихся в результате субстратного фосфорилирования и остается еще 2 молекулы восстановленного НАДН, от концентрации которого зависит активность процесса. Для продолжения процесса необходим сброс Н2 на ферменты дыхательной цепи, но сама молекула НАДН через мембрану митохондрий проникнуть не может, для этого используются переносчики и перенос осуществляется с помощью 2-х механизмов:
-
Глицерофосфатный челночный механизм;
-
Малатно-аспартатный челночный механизм.
Глицерофосфатный челночный механизм.
Цитоплазма |
|
Митохондрии |
|
|
|
Малатный челночный механизм.
Цитоплазма |
|
Митохондрии |
|
|
|
В процессе гликолиза образуется восстановленная форма НАДН, которая не может непосредственно передавать водород на дыхательную цепь, т.к. митохондриальная мембрана непроницаема для НАДН. Перенос водорода с цитозольного НАДН в митохондрии происходит при участии специальных механизмов, называемых челночными. Суть механизмов сводится к тому, что НАДН в цитозоле восстанавливает какое-то соединение, способное проникать в митохондрию; в митохондрии это соединение окисляется, восстанавливая внутримитохондральный НАД, и вновь переходит в цитозоль.
Баланс аэробного гликолиза:
-
Анаэробный гликолиз – субстратное фосфорилирование – 2АТФ
Глю
2пир
-
2Пир
2 СН3СОSKoА – окислительное декарбоксилирование 2 НАДН- 6АТФ
-
Регенерация 2 НАДН в челночном механизме - 6 АТФ
-
ЦТК
2 СН3СОSKoА
СО2 24 АТФ
Н2О
38 АТФ
СХЕМА ГЛИКОЛИЗА.