Амфиболическая роль ЦТК 75
Рис. 22. Регуляция ЦТК.
4.5Амфиболическая роль ЦТК
АКатаплеротические реакции
Реакции, в которых метаболиты ЦТК служат субстратами в биосинтезе других соединений, называют катаплеротическими. Эти реакции не только образуют важные для клетки продукты, но и помогают избежать чрезмерного накопления метаболитов ЦТК в митохондриях (например, при распаде большого количества аминокислот).
76 |
Глава 4 |
Цикл трикарбоновых кислот |
Катаплеротические реакции протекают в рамках следующих анаболических путей:
1.Биосинтез глюкозы (глюконеогенез): оксалоацетат является ключе-
вым метаболитом этого процесса. Поскольку глюконеогенез происходит в цитозоли, оксалоацетат сначала восстанавливается в малат или трансаминируется в аспартат, а затем переносится из митохондрий в цитозоль. Поскольку ЦТК представляет собой циклический метаболический путь, любой метаболит образует в конце цикла оксалоацетат и может участвовать в глюконеогенезе.
2.Биосинтез жирных кислот — процесс, протекающий в цитозоли, субстратом которого является ацетил-КоА. Ацетил-КоА образуется в митохондриях, но не может быть транспортирован в цитозоль напрямую. Поэтому сначала ацетил-КоА конденсируется с оксалоацетатом и образует цитрат, а затем с помощью белкового переносчика попадает в цитозоль, где расщепляется до ацетил-КоА и оксалоацетата (обратная ре-
акция) ферментом АТФ-цитратлиазой.
АТФ + Цитрат + КоА Оксалоацетат + Ацетил-КоА + АДФ + Фн
3.Биосинтез аминокислот: оксалоацетат и α-кетоглутарат служат основными субстратами в биосинтезе ряда аминокислот. Оксалоацетат тратится синтез аспартата и аспарагина. Кроме того, он декарбоксилируется и фосфорилируется до фосфоенолпирувата, который в глюконеогенезе будет преобразован в 3-фосфоглицерат, участвующий в биосинтезе серина, глицина и цистеина. α-Кетоглутарат участвует в биосинтезе глутамата, глутамина, гистидина и пролина.
4.Биосинтез других соединений: сукцинил-КоА служит субстратом в биосинтезе порфиринов (и гема), глутамин (образуется из α-кетоглута- рата) и аспартат (образуется из оксалоацетата) — в биосинтезе пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов.