Механизм окислительного декарбоксилирования ПВК. Строение полиферментного комплекса. Физиологическое значение.

В аэробных условиях пировиноградная кислота подвергается окислительному декарбоксилированию с образованием ацетил-КоА. Это превращение катализируется надмолекулярным пируватдегидрогеназным комплексом, локализованным в матриксе митохондрий. В состав пируватдегидрогеназного комплекса входят три различных фермента: пируватдекарбоксилаза, дигидролипоатацетилтрансфераза и дегидрогеназа дигидролипоевой кислоты, их количественные соотношения в составе комплекса зависят от источника выделения, как правило это соотношение приближается к 30:1:10.

Е1 катализирует декарбоксилирование ПВК с участием кофермента ТПФ. Образовавшийся продукт реакции при участии Е2 реагирует с окисленной липоевой кислотой. Липоевая кислота – низкомолекулярное азотсодержащее соединение явл коферментом Е2. Дисульфидная группа липоевой кислоты способна восстанавливаться и ацетилироваться. В реакции, катализируемой Е2, образ ацетиллипоевая кислота. Далее это соединение реагирует с коэнзимом А – при этом образуется восстановленная форма липоевой кислоты и ацетил-КоА. Далее начинает функционировать Е3, коферментом которого явл ФАД. Кофермент окисляет дигидролипоевую кислоту и сам при этом восстанавливается (ФАДН2). Восстановленый флавиновый кофермент реагирует с митохондриальным НАД+, восстанавливая его НАДНН+.

14. Аэробное расщепление углеводов в ЦТК.Реакции,ферменты,энергетический баланс.Эффект Пастера.

За один оборот цикла Кребса происходит полное окисление одной молекулы ацетил – КоА.. Из четырёх пар атомов Н2, три пары переносятся через НАД, а одна пара – через ФАД. На каждую пару атомов Н2 в системе биологического окисления образуется 3 ТФ (1 НАД * Н2 = 3 АТФ).Следовательно, всего 9 АТФ. Одна пара атомов иона попадает в систему биологического окисления через ФАД – в результате образуется 2 АТФ. Кроме этого в ходе сукцинатилокиназной реакции образуется 1 ГТФ = 1 АТФ. Поэтому в ходе цикла Кребса образуется 12 АТФ. Функции цикла Кребса:1) Энергетическая (цикл Кребса – конечный этап биологического окисления, в котором окисляется унифицированные соединения различного происхождения.2) Пластическая (поскольку цикл «питается» субстратами различного происхождения, то он может быть источником углеродных скелетов для различных веществ) 3) Регуляторная.

Эффект Пастера-снижение скорости потребления глюкозы и прекращение накопления лактата в присутствии кислорода.ЭП-переход в присутствии кислорода от анаэробного гликолиза или брожения к дыханию.Механизм:конкуренция между системами дыхания и гликолиза(брожения) за АДФ,используемый для образования АТФ;уменьшение количества АДФ и соответствующее увеличение количества АТФ ведут к подавлению анаэробного гликолиза.

15. Неокислительные реакции ЦТК.Ферменты.

3я:Реакция катализируется НАД⁺–зависимым ферментом изоцитратдегидрогеназой. Фермент нуждается в присутствии ионов марганца (или Mg²⁺). Являясь по своей природе аллостерическим белком, изоцитратдегидрогеназа нуждается в специфическом активаторе – АДФ.4ая:Процесс катализируется α-кетоглутаратдегидрогеназой – ферментным комплексом, по стуктуре и механизму действия похожим на пируватдегидрогеназный комплекс.6ая: Фермент осуществляет прямой перенос водорода с субстрата (сукцината) на II комплекс дыхательной цепи митохондрий. Коферментом в этой реакции является ФАД.8ая: Реакция катализируется малатдегидрогеназой, коферментом которой служит НАД⁺.

16. Окислительные реакции ЦТК.Биологическое значение.

Цикл трикарбоновых кислот – универсальный компонент биологического окисления, который базируется на принципе унификации. Унификация позволяет уравновешивать и оптимизировать соотношение основных субстратов, то есть если имеется избыток углеводов, то часть их перекачивается в липиды, если белка – то тоже в липиды или углеводы. Функции цикла Кребса:1) Энергетическая (цикл Кребса – конечный этап биологического окисления, в котором окисляется унифицированные соединения различного происхождения.2) Пластическая (поскольку цикл «питается» субстратами различного происхождения, то он может быть источником углеродных скелетов для различных веществ) 3) Регуляторная.

17. ЦТК,ферменты,коферменты,витамины,регаляция.

Первым регуляторным фактором является концентрация ЩУК, которая в основном образуется из ПВК. ПВК же образуется из углеводов (глюкозы), поэтому при диабете или углеводном голодании наблюдается недостаток ПВК, а значит и ЩУК и сам цикл блокируется. АцетилКоА не является лимитирующим субстратом, так как в основном образуется при окислении жирных кислот. Но в то же время ЩУК – конкурентный ингибитор сукцинатдегидрогеназы, поэтому при избытке ЩУК цикл трикарбоновых кислот блокируется на 6 – ой стадии. Это торможение можно убрать глутамином, который переаминирует ЩУК в аспарагин. Второй регуляторный центр – концентрация НАД и НАД * Н2. В живых системах концентрация НАД и Над * Н2 = const. Любые факторы, ведущие к увеличению НАД * Н2 (алкогольная интоксикация) и дефекту НАД блокируют цикл Кребса. Следовательно, увеличение концентрации НАД стимулирует цикл трикарбоновых кислот. Так как АТФ является косвенно конечным продуктом, то её избыток блокирует реакции, а значит АДФ стимулирует цикл (АДФ рассматривается как аллостерический активатор изоцитратдегидрогеназы). Стимулятором Цикла является также и кислород, так как стимулирует работу АТФ. При повышении концентрации Са в клетке активируются дегидрогеназные реакции. Цикл Кребса активируется при сердечной недостаточности. Это объясняется тем, что миокард не может самостоятельно убрать избыток Са и эту роль берут на себя митохондрии, возрастает потребность в кислороде

18. Спиртовое брожение.Реакции.Сходство и отличие от гликолиза.