Два способа синтеза атф

1. Основным способом получения АТФ в клетке является окислительное фосфорилирование, протекающее в структурах внутренней мембраны митохондрий. При этом энергия атомов водорода молекул НАДН и ФАДН₂, образованных в гликолизе, ЦТК, окислении жирных кислот,в ходе окислительно-восстановительных процессовпреобразуется в энергию связей АТФ.

2. Однако также есть другой способ фосфорилирования АДФ до АТФ – субстратное фосфорилирование. Этот способ связан спередачей энергии макроэргической связикакого-либо вещества (субстрата) на АДФ. К таким веществам относятся:

   1. метаболиты гликолиза(1,3-дифосфоглицерат,фосфоенолпируват),

   2. метаболиты цикла трикарбоновых кислот(сукцинил-КоА) и

   3. креатинфосфат.

Пируват окисляется до ацетил-КоА.

Пировиноградная кислота(ПК, пируват) является продуктом окисления глюкозы и некоторых аминокислот. Ее судьба различна в зависимости от доступности кислорода в клетке. Ванаэробных условиях она восстанавливается домолочной кислоты. Ваэробных условиях пируват симпортом с ионами Н⁺,  движущимися по протонному градиенту, проникает в митохондрии. Здесь происходит его превращение в ацетил-коэнзим А (ацетил-КоА) с помощьюпируватдегидрогеназного мульферментного комплекса.

Пируватдегидрогеназный мульферментный комплекс

Суммарное уравнение окисления пировиноградной кислоты

Пируватдегидрогеназный мульферментный комплексрасположен в матриксе митохондрий эукариотов. Состоит у человека из96 субъединиц, организовавнных в три функциональных белка. Гигантское образование, имеет50 нмв диаметре, что впять раз !!!больше, чемрибосома.

Процесс проходит пять последовательных реакций, в которых принмает участие 5 коферментов:

• Пируватдегидрогеназа (Е₁, ПК-дегидрогеназа), коферментом служиттиаминдифосфат (ТДФ), катализирует 1-ю реакцию.

• Дигидролипоил трансацетилаза (в русскоязычной литературе встречаются названия -дигидролипоат-ацетилтрансферазаилипоамид редуктаза трансацетилаза (Е₂), кофермент -липоевая кислота, катализирует 2-ю и 3-ю реакции.

• Дигидролипоил дегидрогеназа (дигидролипоат-дегидрогеназа)(Е₃), кофермент –ФАД, катализирует 4-ю и 5-ю реакции.

Помимо указанных коферментов, которые прочно связаны с соответствующими ферментами, в работе комплекса принимают участие коэнзим АиНАД.

Суть первых трех реакций сводится к декарбоксилированию пирувата (катализируется пируватдегидрогеназой, Е₁), окислению пирувата до ацетила и переносу ацетила на коэнзим А (катализируетсядигидролипоил трансацетилазой, Е₂).

Реакции синтеза ацетил-sКоА

Оставшиеся 2 реакции необходимы для окисления дигидролипоата обратно в липоат с образованием ФАДН₂и восстановления НАДН (катализируютсядигидролипоил дегидрогеназой, Е₃).

Реакции образования надн Регуляция пируватдегидрогеназного комплекса

Регулируемым ферментом ПВК-дегидрогеназного комплекса является первый фермент – пируватдегидрогеназа(Е₁). Этому служат два вспомогательных фермента –киназа ифосфатаза, обеспечивая еефосфорилирования идефосфорилирования.

Киназа активируется при избытке конечного продукта биологического окисленияАТФ и продуктов ПВК-дегидрогеназного комплекса –НАДН иацетил-КоА. Активная киназа фосфорилирует пируватдегидрогеназу и инактивирует ее.

Фермент фосфатаза, активируясь ионамикальция или гормономинсулином, дефосфорилирует и активирует пируватдегидрогеназу.