Дигидроксиацетонфосфат Глицеральдегид-3-фосфат

Один из продуктов четвертой реакции гликолиза — глицеральдегид-3-фосфат

—участвует в дальнейших реакциях. Другой продукт — дигидроксиацетонфосфат — в ходе пятой реакции изомеризуется в глицеральдегид-3-фосфатс помощью фермента триозофосфатизомеразы. Этот фермент является «каталитически идеальным»

—продукт формируется сразу же, как только субстрат контактирует с ферментом.

6.Глицеральдегид-3-фосфат+ NAD+ + Фн 1,3-Бисфосфоглицерат+ NADH + H+(× 2)

Шестая реакция гликолиза — это окисление и фосфорилирование глицеральдегид-3-фосфата,которые катализирует глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа. В этой реакции окисление альдегида — экзергонический процесс — сопряжено с синтезом макроэргического соединения 1,3-бисфосфоглицерата,требующим затрат энергии (эндергонический процесс).

NAD+ восстанавливается в NADH, который затем переносит электроны и протон на дыхательную цепь митохондрий с помощью челночных систем(малат-аспар-татной и глицерофосфатной) (у эукариот; у прокариот необходимость в челночных системах отсутствует, поскольку комплексы дыхательной цепи встроены в плазматическую мембрану). Дыхательная цепь, принимая 2 электрона от NADH синтезирует ≈ 2,5 АТФ (для удобства это значение округляют до 3 АТФ). Иными словами, образование 1 молекулы NADH эквивалентно 2,5 АТФ (или 3 АТФ).

7.1,3-Бисфосфоглицерат+ АДФ3-Фосфоглицерат+ АТФ (× 2)

В седьмой реакции образуется молекула АТФ и 3-фосфоглицерат.Эту реакцию катализирует фосфоглицераткиназа. Синтез АТФ в данном случае не требует участия кислорода O2 и осуществляется по механизму субстратного фосфорилирования. Напомним, что кислородзависимый синтез АТФ происходит на дыхательной цепи.

8.3-Фосфоглицерат2-Фосфоглицерат (× 2)

Восьмая реакция катализируется ферментом фосфоглицератмутазой:3-фос-фоглицерат изомеризуется в2-фосфоглицерат.Любопытно, что в самом катализе участвует лишь один АМКный остаток фермента — гистидин (при этом он модифицирован — содержит остаток фосфорной кислоты). Другой АМКный остаток — лизин — участвует в корректном расположении 3-фосфоглицератав активном центре фермента, образуя с ним электростатические связи.

9.2-ФосфоглицератФосфоенолпируват (× 2)

В девятой реакции фермент енолаза катализирует дегидратацию2-фосфогли-церата до фосфоенолпирувата. Фтор F– способен ингибировать работу этого фермента и за счет этого значительно снижать скорость гликолиза.

10.Фосфоенолпируват + АДФ + H+ Пируват + АТФ (× 2)

В десятой реакции гликолиза пируваткиназа обеспечивает сопряжение разрыва макроэргической связи в фосфоенолпирувате с синтезом АТФ. Становится понятен смысл девятой реакции: гидролиз фосфоэфирной связи в 2-фосфоглицератетермодинамически не способен обеспечить энергией синтез АТФ.

11.

Одиннадцатая реакция гликолиза протекает только в анаэробных условиях. В ходе неё пируват восстанавливается с помощью NADH до лактата. Образуется окисленная форма NAD+.

Смысл этой реакции заключается в восполнении клеточного пула NAD+. В отсутствии кислорода молекулы NADH, образующиеся в6-йреакции гликолиза, накапливаются. Но для того, чтобы гликолиз активно работал, необходимо, чтобы в клетке присутствовали окисленные молекулы NAD+, поскольку именно они служат коферментом в 6 реакции (NADH эту роль выполнять не способен). Т.е. отсутствие этой реакции попросту невыгодно для клетки и её энергетического баланса.

50. Гликоген, строение, биологическая роль.

Синтез гликогена.

Прежде всего глюкоза подвергается фосфорилированию при участии фермента гексокиназы, а в печени – и глюкокиназы. Далее глюкозо-6-фосфат под влиянием фермента фосфоглюкомутазы переходит в глюкозо-1-фосфат

Образовавшийся глюкозо-1-фосфат уже непосредственно вовлекается в синтез гликогена. На первой стадии синтеза глюкозо-1-фосфат вступает во взаимодействие с УТФ (уридинтрифосфат), образуя уридиндифосфатглюкозу (УДФ-глюкоза) и пирофосфат. Данная реакция катализируется ферментом глюкозо-1-фосфат-уридилилтрансферазой (УДФГ-пирофосфорилаза):

Глюкозо-1-фосфат + УТФ <=> УДФ-глюкоза + Пирофосфат.

Приводим структурную формулу УДФ-глюкозы:

На второй стадии – стадии образования гликогена – происходит перенос глюкозного остатка, входящего в состав УДФ-глюкозы, на глюкозидную цепь гликогена («затравочное» количество). При этом образуется α-(1–>4)связь между первым атомом углерода добавляемого остатка глюкозы и 4-гидроксильной группой остатка глюкозы цепи. Эта реакция катализируется ферментом гликогенсинтазой. Необходимо еще раз подчеркнуть, что реакция, катализируемая гликогенсинтазой, возможна только при условии, что полисахаридная цепь уже содержит более 4 остатков D-глюкозы.

Образующийся УДФ затем вновь фосфорилируется в УТФ за счет АТФ, и таким образом весь цикл превращений глюкозо-1-фосфата начинается сначала.

52. Патологии углеводного обмена. Сахарный диабет.

Цикл Кребса.

1. Конденсация Ацетил-Коэнзима А и Щавелево-Уксусной кислоты ➙ лимонная к-та.

Превращение Ацетил-Коэнзима А берут начало с конденсации со Щавелево-Уксусной кислотой, в результате образуется лимонная к-та.

Реакция не требует расхода АТФ, так как энергия для этого процесса обеспечивается в результате гидролиза тиоэфирной связи с Ацетил-Коэнзимом А, которая является макроэргической: