- •Общий путь катаболизма
- •2 Стадии общего пути катаболизма (опк):
- •Окислительное декарбоксилирование пирувата;
- •Цикл Кребса.
- •Окислительное декарбоксилирование пирувата.
- •I фермент: Пируватдекарбоксилаза (e1).
- •II фермент: Дигидролипоил-ацетилтрансфераза (e2).
- •III фермент: Дигидролипоилдегидрогеназа (e3).
- •Цикл Кребса.
- •Энергетическая функция опк.
- •Регуляция опк.
- •Регуляция «энергетическим зарядом» клетки.
- •Регуляция метаболитами.
- •Фосфорилирование / дефосфорилирование
- •Регуляторные ферменты опк:
- •Регуляция пдк.
- •Регуляция цикла Кребса.
- •«Энергетическим зарядом» клетки.
- •Регуляция промежуточными метаболитами цтк.
- •Анаболические функции цикла Кребса.
- •Ацетил-KoA используется на синтез жирных к-т и холестерина;
- •Сукцинил-KoA на синтез гема;
- •Оксалоацетат синтез Глюкозы и аминокислот (Асп, Асн).
- •Гипоэнергетические состояния
-
Цикл Кребса.
Цикл Кребса (цитратный цикл, цикл лимонной к-ты, цикл трикарбоновых к-т (ЦТК) ) – это совокупность 8 последовательных химических реакций, в ходе которых происходит распад Ацетил-KoA до 2-х молекул CO2 и образование доноров водорода для ЦПЭ (NADH + H+ и FADH2).
Реакции цикла Кребса происходят в матриксе митохондрий.
Энергетическая функция опк.
В клетках ОПК является основным поставщиком первичных доноров водорода для ЦПЭ.
В ходе ОПК происходит 5 реакций дегидрирования:
Из них, 4 реакции дегидрирования происходит с участием NAD+-зависимых дегидрогеназ:
Одна реакция – при окислительном декарбоксилировании пирувата. И ещё 3 реакции в цикле Кребса (3, 4 и 8).
Каждая из этих реакций поставляет атомы водорода в ЦПЭ и сопряжена с синтезом 3 моль АТФ путем окислительного фосфорилирования в расчете на 1 моль дегидрируемого субстрата.
В 6 реакции цикла Кребса участвует FAD-зависимая сукцинатдегидрогеназа.
Она сопряжена с синтезом 2 моль АТФ на 1 моль сукцината.
Т.е. всего в ОПК на 1 моль пирувата образуется:
(4 3) + 2 = 14 моль АТФ путём окислительного фосфорилирования.
Из них 3 моль АТФ образуется при окислительном декарбоксилировании пирувата и 11 моль АТФ в цикле Кребса.
В 5 реакции цикла Кребса, за счет энергии разрыва макроэргической связи сукцинил-KoA, образуется ГТФ из ГДФ и H3PO4 (фермент: сукцинаттиокиназа).
Далее энергия и фосфатный остаток ГТФ используется для получения АТФ под действием фермента нуклеозиддифосфаткиназы.
Такой способ получения АТФ называется: субстратное фосфорилирование.
! Субстратное фосфорилирование – это способ синтеза АТФ из АДФ и неорганического фосфата с использованием энергии макроэргической связи субстрата.
Таким образом, за счет реакции субстратного фосфорилирования (5 реакция цикла Кребса), в ОПК образуется ещё 1 моль АТФ (на 1 моль пирувата).
Т.е., всего в ОПК (на 1 моль пирувата) образуется:
14 моль + 1 моль = 15 моль АТФ.
Из них, 3 моль АТФ при окислительном декарбоксилировании пирувата и 12 моль АТФ в цикле Кребса.
! ОПК может функционировать только в аэробных условиях, т.к. реакции дегидрирования сопряжены с работой ЦПЭ и синтезом АТФ путём окислительного фосфорилирования.
При торможении ЦПЭ также будет замедляться и скорость ОПК.
Регуляция опк.
Выделяют 4 основных типа регуляции ОПК:
-
Регуляция «энергетическим зарядом» клетки.
Это соотношение АТФ/АДФ и NADH + H+/NAD+.
Если в клетке концентрация АТФ и NADH + H+ – высокая (высокий «энергетический заряд» клетки), значит, клетка мало расходует энергию и = замедляются процессы, приводящие к получению АТФ (ОПК и ЦПЭ).
Если в клетке концентрация АТФ и NADH + H+ – низкая (низкий «энергетический заряд» клетки), значит, клетка интенсивно расходует энергию и = ускоряются процессы, приводящие к получению АТФ (ОПК и ЦПЭ).
Т.е. АТФ и NADH – ингибируют ОПК, а АДФ, АМФ и NAD+ – активируют ОПК.