Кофакторы, участвующие в окислительном декарбоксилировании пировиноградной кислоты

1. ТПФ

2. Липоевая кислота (липотиамид)

3. Коэнзим А (HS-фермент)

4. НАД

• Химическая структура ТПФ

ТПФ –тиаминпирофосфат – производное витамина В₁

Сокращенно:

• Химическая структура амида липоевой кислоты

Липоевая кислота –дитиооктановая кислота

Сокращенно:

• Химическая структура коэнзима А

Сокращенно: HS-КоА

Коэнзим А состоит из:

1. - 3′фосфоаденозина;

2. –пантотеновой кислоты (которая состоит из β-аланина и α-γ-дегидрокси-β-β₁-диметилбутирила);

3. -тиоэтаноламина с активной SH-группой;

4. - 2 молекулы H₃PO₄.

3. Создается удлиненная дыхательная цепь (ФАДНАДФМНQ

цит. сцит. аО₂) , в которой образуется 3 молекулы АТФ.

4. Образовавшийся в этом ацетилКоА завершает общий путь катаболизма окисляясь до СО₂ и Н₂О в цикл ди- и трикарбоновых кислот Кребса.

5. Этот цикл происходит в матриксе митохондрий, состоит из 8 стадий и является замкнутым, а не линейным, как окислительное декарбоксилирование ПВК.

6. Ключевой кислотой ЦТК является щавелево-уксусная кислота (ЩУК), которая образуется из пирувата в результате карбоксилирования с помощью биотина (vit «Н»). Именно ЩУК за счет энергии макроэргической связи СН₃СОSКоА присоединяет ее с образованием самой сложной кислоты цикла – лимонной.

7. В дальнейших превращениях цитрат упрощается, подвергаясь четырем дегидрированиям: 1) изоцитрат → α-кетоглутарат НАД⁺-ом – СО₂; 2) окислительному декарбоксилированию α-кетоглутарата НАД⁺-ом с одновременной потерей СО₂; 3) сукцинат → фумарат ФАД-ом; 4) малат→ЩУК – НАД-ом. Кроме этого, превращение сукцинил ~ КоА (из α-кетоглутарата) в сукцинат происходит без участия ЦПЭ – субстратным фосфорилированием, где синтезируется 1 АТФ; 5) Таким образом – цикл Кребса – стандартный набор ди- и трикарбоновых кислот, которые при своих последовательных превращениях способствуют полному окислению активной формы уксусной кислоты до 2СО₂ и 4Н₂О (4×2Н⁺+4О=4Н₂О), но 2Н₂О используется при гидролизе цитрил КоА и гидратации фумарата. В этих двух реакциях вода является донором водорода, который окисляется в ЦПЭ.

8. ЦТК имеет громадное катаболическое значение, т.к. СН₃СО~SКоА может образоваться не только из глюкозы, но и из жирных кислот, глицерина, аминокислот и каждая молекула окисляясь ведет к синтезу 12АТФ: 3×3=9 (при участии НАД-а), 2- при участии ФАД-а и 1 при субстратном фосфорилировании (сукцинил КоА→ сукцинат).

Аэробное окисление углеводов

Дихотомический или непрямой путь распада глюкозы состоит из трех стадий:

- распад глюкозы до пировиноградной кислоты («гликолитическая стадия»)

- окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты;

- цикл Кребса (цикл трикарбоновых кислот);

- при полном окислении 1 молекулы глюкозы синтезируется 38 молекул АТФ.

9. ЦТК имеет и анаболическое значение, т.к. его промежуточные метаболиты могут быть использованы для синтеза заменимых аминокислот (α-кетоглутарат→глу; сукцинат, фумарат→асп; сукцинил-КоА используется для синтеза гема.

10. Для восполнения израсходованных метаболитов существуют анаплеротические реакции их синтеза (ЩУК из пирувата, α-кетоглутарат из глу; фумарат←асп).

11. Регуляция общего пути катаболизма зависит от соотношения АДФ/АТФ и НАДН/НАД⁺, когда повышается скорость окислительного декарбоксилирования ПВК и ускорение окисления восстановленных эквивалентов в ЦПЭ. Таким образом дыхательный контроль играет важную роль в обеспечении клетки энергией.

12. Гипоэнергетические состояния – результат нарушения процессов использования кислорода: 1) действие ингибиторов и разобщителей в ЦПЭ; 2) железодефицитные анемии; 3) снижение уровня Нв; 4) наследственные дефекты ферментов ЦПЭ и цитратного цикла.

13. Альтернативный путь окисления глюкозо-6-фосфата – пентозофосфатный путь состоит из 2-х фаз – окислительной и неокислительной. И помимо энергетического значения (эритроциты на 10% обеспечивают себя молекулами АТФ), накапливают восстановленные эквиваленты в виде НАДФН+Н⁺, которые используются для синтеза жирных кислот и холестерина. Жирные кислоты, окисляясь, являются источником для синтеза АТФ.

14. В I-й стадии образуются 2НАДФН+Н⁺ и образуется СО₂ и пентоза – рибулозо -5 фосфат, используемый для синтеза рибозы и дезоксирибозы.