Общий путь катаболизма

В пище человека практически не содержится первичных доноров водорода для ЦПЭ.

В ходе переваривания пищевые макромолекулы (углеводы, жиры и белки) распадаются на мономеры, которые всасываются и поступают в клетки тканей.

В клетках эти мономеры (моносахариды, глицерол, жирные к-ты, аминок-ты) вступают в специфические пути катаболизма и превращаются всего в 2 в-ва: пируват или ацетил-KoA.

При этом происходит значительное уменьшение разнообразия в-в.

В митохондриях клеток происходит распад пирувата до CO₂ и H₂O, который называется общий путь катаболизма.

2 Стадии общего пути катаболизма (опк):

1. Окислительное декарбоксилирование пирувата;

2. Цикл Кребса.

1. Окислительное декарбоксилирование пирувата.

Процесс протекает в матриксе митохондрий.

В ходе процесса из пирувата образуется ацетил-KoA:

Суммарное у-е процесса:

Превращение пирувата в ацетил-KoA – многостадийный процесс, который катализирует пируватдегидрогеназный комплекс (ПДК), расположенный на внутренней мембране митохондрии.

Строение пируватдегидрогеназного комплекса:

В комплекс входит 3 фермента и 5 коферментов:

I фермент: Пируватдекарбоксилаза (e1).

Кофермент: тиаминдифосфат (ТДФ).

Витамин B₁ (тиамин) – предшественник.

II фермент: Дигидролипоил-ацетилтрансфераза (e2).

Коферменты:

липоевая к-та (ЛК) и кофермент A (HS-KoA).

III фермент: Дигидролипоилдегидрогеназа (e3).

Коферменты: FAD и NAD⁺.

Коферменты ТДФ, ЛК и FAD явл-ся простетическими группами и прочно связаны с АЦ соответствующих ферментов.

HS-KoA и NAD⁺ присоединяются к ферментам ПДК только во время реакции.

Схема окислительного декарбоксилирования пирувата:

Превращение пирувата в ацетил-KoA происходит в 5 стадий:

1. Субстраты фермента E₁ – пируват и липоевая к-та (кофермент фермента E₂).

В ходе действия пируватдекарбоксилазы (E₁) пируват присоединяется к ТДФ.

От пирувата отщепляется COOH-группа в виде CO₂, а оксиэтильная группа

остается связанной с ТДФ.

2. Оксиэтильный остаток, связанный с ТДФ, окисляется.

За счет этого восстанавливается S – S связь ЛК, а продукт окисления оксиэтила – ацетильный остаток переносится на дигидролипоат = образуется ацетиллипоат.

Присоединение к липоевой к-те ацетильного остатка повышает сродство E₂ к HS-KoA.

3. Фермент E₂ переносит ацетильную группу на

HS-KoA с образованием Ацетил-KoA и восстановленной формы ЛК (дигидролипоата).

4. При участии следующего фермента ПДК – E₃ – происходит дегидрирование дигидролипоата при

участии кофермента FAD (простетической группы E₃).

При этом происходит регенерация окисленной формы ЛК, способной участвовать в окислении следующей молекулы пирувата.

5. Полученный FADH₂ дегидрируется с помощью NAD⁺ и образованием NADH + H⁺.

Основной продукт реакции окислительного декарбоксилирования пирувата – Ацетил-KoA поступает в цикл Кребса.

Образующийся в ходе реакции NADH + H⁺ вступает в ЦПЭ и способствует синтезу 3 моль АТФ в расчете на 1 моль пирувата путём окислительного фосфорилирования (P/O  3).