Гликолиз.

Гликолиз– анаэробный процесс превращения глюкозы, центральный путь энергетического обмена, протекает без окислительных реакций. В анаэробных условиях гликолиз – единственный процесс, поставляющий энергию. В тех случаях, когда гликолиз протекает в присутствии кислорода, говорят об аэробном гликолизе (в аэробных условиях гликолиз можно рассматривать как окисление глюкозы до СО₂и Н₂О)

Первой реакцией гликолиза является фосфорилирование глюкозы:

1)

СН₂ОНАТФАДФСН₂ОРО₃Н₂

О О

ОН ОН

Гексокиназа

ОН ОН ОН ОН

ОН ОН

Глюкоза глюкозо– 6 - фосфат

В результате этой реакции образуется большое количество энергии, которая тут же рассеивается, поэтому реакция необратимая.

Гексокиназа – это аллостерический фермент и ингибируется глюкозой – 6 – фосфат; она также может фосфорилировать фруктозу, маннозу.

В печени есть глюкокиназа, которая катализирует только фосфорилирование глюкозы. Она не ингибируется глюкозой – 6 – фосфат и имеет высокую Km.

СН₂ОРО₃Н₂

2)О

СН₂ОРО₃Н₂ СН₂ОН

О

ОН ОН

ОН ОН ОН ОН

ОН

Глюкоза – 6 - фосфатфосфат – 6 – фосфат

3)СН₃ОРО₃Н₂ СН2ОРО3Н2

О АТФ АДФО

СН2ОН СН₂ОРО₃Н₂

ОН

ОН фосфофруктокиназаОН

ОН

ОН ОН

Фосфат – 6 фосфат фосфат – 1,6 – дифосфат

Фосфофруктокиназная реакция определяет скорость гликолиза в целом (то есть является лимитирующей). Фосфофруктокиназа относится к аллостерическим ферментам. Она ингибируется АТФ и стимулируется АДФ и АМФ. АТФ в данном случае является и субстратом и аллостерическим регулятором. Различают регуляторную и субстратную концентрацию АТФ. Kmдля субстратного и регуляторного центра будут различны и фермент будет отслеживать уровень АТФ в более высоких концентрациях, чем АТФ в качестве субстрата, поэтому идёт ингибирование. При значительных величинах отношения АТФ / АДФ активность фосфофруктокиназы снижается и гликолиз замедляется. При снижении этого коэффициента интенсивность гликолиза возрастает. Так, в неработающей мышце концентрация АТФ повышается, а гликолиз снижается. Во время работы – всё наоборот. Фосфофруктокиназа ингибируется цитратом, активируется ионами кальция. Жирные кислоты и их производные являются ингибиторами фосфофруктокиназы .

4) ОН 5) СН₂ОРО₃Н₂

/ |

СН₂О – Р = О С = Одиоксиацетонфосфат

| \ |

С = О ОН СН₂ОН

|

НО – С – Н альдолаза

|

Н – С – ОН триодофосфат

| изомераза

Н – С – ОН О – Н

| /

СН₂О – Р = О Н

\ /

О – Н С = О

Фосфат – 1,6 – дифосфат |

Н – С – ОН

|

СН₂ОРО₃Н₂

3 ФГА

Разрыв связи происходит в результате ослабления связи между 3 и 4 атомами углерода.

Таким образом, заканчивается первый этап гликолиза, связанный с вкладыванием энергии в процесс активации субстратов, при этом расходуется 2 молекулы АТФ.

2 – й этап:

6)О идёт нуклеофильная атака карбонильного углерода

// Н S – Е – НАД

С – Н Н ОН

| \ /

Н – С – ОН С – SЕНАД

| |

СН₂ОРО₃Н₂ Н – С – ОН

|

СН₂ОРО₃Н₂

ES - комплекс

О О

// //

С – SЕНАД * Н + Н+ ФнС – О – РО₃Н₂

| |

Н – С – ОН - НSЕНАД * Н + НН – С – ОН

| |

СН₂ОРО₃Н₂ СН₂ОРО₃Н₂

1,3 – дифосфо-

глицериновая

кислота

Эта стадия гликолитической оксидоредукции управляется НАД и НАД * Н + Н. Повышение НАД и снижение НАД * Н + Н активирует данную реакцию и наоборот.

3 – й этап (перенос макроэргической связи Ф_н на АДФ)

7)

О СООН

// |

С - ОРО₃Н₂ фосфоглицераткиназа Н – С – ОН

| + АДФ |

Н – С – ОН СН₂ОРО₃Н₂

| - АТФ3 – фосфоглицериновая кислота

СН₂ОРО₃Н₂

Данная реакция является киназной и катализируется фосфоглицераткиназой (фосфотрансфераза).

4 – й этап (фосфат становится макроэргическим)

8)

СООН СООН

| фосфоглицеромутаза |

Н – С – ОН Н – С – ОРО₃Н₂

| |

СН₂ОРО₃Н₂ СН₂ОН

2 – фосфоглицериновая кислота

9)СООНенолазаСООН

| |

НС – ОРО₃Н₂ СО – РО₃Н₂ + НОН

| - НОН||

СН₂ОН СН₂

Фосфоенолпируват ( енольная форма ПВК )

10)

СООН СООН

| пируваткиназа|

С – ОРО₃Н₂ + АДФ С = О + АТФ (молекулы)

|| |

СН₂СН₃

Пировиноградная кислота

11)

СООН СООН

| лактатдегидрогеназа|

С = О НО – С – Н

| + НАД * Н₂ |

СН₃ - НАДCH3

лактат

Все ферменты гликолиза, кроме альдолазы, нуждаются в ионах магния.