Биологическая роль пфп

Р-5-Ф используется для биосинтеза нуклеиновых кислот, нуклеотидов, нуклеозидов, нуклеозидтрифосфатов, коферментов нуклеотидного строения.

Окислительная ветвь интенсивно протекает в печени, жировой ткани, надпочечниках, молочной железе, эритроцитах, поскольку она поставляет НАДФН(Н⁺) , необходимый для биосинтеза жирных кислот, гормонов стероидной природы, некоторых аминокислот, поддержания уровня восстановленного глутатиона.

Когда НАДФН(Н⁺) не используется для биосинтетических процессов, он может передавать свои протоны и электроны в дыхательную цепь через НАД:

НАДФН(Н⁺) + НАД⁺  НАДФ⁺ + НАДН(Н⁺)

Эту реакцию катализирует фермент трансгидрогеназа, локализованный во внутренней мембране митохондрий.

• Глюконеогенез

Глюконеогенез – это метаболический путь синтеза глюкозы из веществ неуглеводной природы.

Основными неуглеводными предшественниками глюкозы являются L-лактат (образуется в ходе анаэробного распада углеводов), глицерин (образуется при распаде жиров), глюкогенные аминокислоты (образуются при распаде белков).

Главным местом глюконеогенеза является печень, в меньшей степени он идет в почках, мозге, скелетных и сердечной мышцах.

Схема глюконеогенеза

НАДН(Н⁺) АТФ, СО₂ ГТФ

L-лактат  пируват  оксалоацетат  

лактатДГ пируваткарбоксилаза ФЕПкарбоксикиназа

НАД⁺ АДФ, Н₃РО₄ ГДФ, СО₂

Н₂О АТФ НАДН(Н⁺)

 ФЕП  2 – ФГ  3- ФГ  1,3-ДФГ  ГА-3-Ф;

енолаза ФГмутаза ФГкиназа ГА-3-Ф-ДГ

АДФ НАД⁺

ГА-3-Ф  ДАФ; ДАФ + ГА-3-Ф  Ф-1,6-Ф 

Триозофосфатизомераза альдолаза

Н₂О Н₂О

 Ф-6-ф  г-6-ф  глюкоза

Ф-1,6-Фаза глюкозофосфатизомераза Г-6-Фаза

Н₃РО₄ Н₃РО₄

Фермент глюкозо-6-фосфатаза содержится в печени, почках и кишечнике и отсутствует в тканях головного мозга и мышцах. Глюкозо-6-фосфат задерживается мышцами и мозгом, которые нуждаются в больших количествах топлива для генерирования АТФ. В то же время для печени глюкоза не является главным топливом. Печень запасает и высвобождает глюкозу прежде всего для удовлетворения потребности в ней других тканей.

Для синтеза 1 молекулы глюкозы из 2-х молекул L-лактата затрачивается 6 макроэргических фосфатных связей (4 АТФ и 2 ГТФ).

Глюкогенные аминокислоты вовлекаются в глюконеогенез на уровне пирувата (например, -аланин) и оксалоацетата (например, аспартат). Глицерин включается в глюконеогенез на уровне ДАФ.

Глюконеогенез нельзя считать процессом, полностью обратимым гликолизу, так как в последнем 3 ферментативные реакции являются необратимыми – гексокиназная, фосфофруктокиназная и пируваткиназная. Они заменяются в глюконеогенезе обходными реакциями.

Вместо пируваткиназной реакции протекают пируваткарбоксилазная и фосфоенолпируваткарбоксикиназная.

СООН

СООН  СООН ОН

 АТФ, СО₂ С = О ГТФ  

С = О    С – О  Р = О

 пируваткарбоксилаза СН₂ фосфоенолпируваткарбокси-  

СН₃ АДФ, Н₃РО₄  киназа ГДФ, СО₂ СН₂ ОН

пируват СООН

оксалоацетат фосфоенолпируват

Фосфофруктокиназная реакция заменяется фруктозо-1,6-дифосфатазной, а гексокиназная – глюкозо-6-фосфатазной.

ОН



СН₂ – О – Р = О СН₂ - ОН

  

С = О ОН С = О

 

НО – С - Н Н₂О НО - С - Н

  

Н - С – ОН фруктозо-1,6-дифосфатаза Н - С - ОН

 Н₃РО₄ 

Н - С – ОН ОН Н - С – ОН ОН

   

СН₂ – О – Р = О СН₂ – О – Р = О

 

ОН ОН

фруктозо – 1,6 – дифосфат фруктозо - 6 - фосфат

О О

С^// – Н С^// - Н

 

Н - С – ОН H - С - ОН

 Н₂О 

НО – С – Н  НО - С - Н

 глюкозо - 6 – фосфатаза 

Н - С – ОН Н₃РО₄ Н - С - ОН

 

Н - С – ОН ОН Н - С – ОН

  

СН₂ – О – Р = О СН₂ОН



ОН

глюкозо-6-фосфат глюкоза

Регуляция глюконеогенеза осуществляется на уровне: 1) пируваткарбоксилазной реакции, активаторами которой являются ацетил-КоА и АТФ; 2) фруктозо-1,6-дифосфатазной, которая активируется АТФ и цитратом и ингибируется АМФ.