cursuri de biochimie de carbohidrați - curs, pagina 3

Subiect: catabolism glucoză. glicoliză

Principalele modalități de catabolism glucoză

Catabolismul glucozei in celula poate avea loc atât în aerobe și în condiții anaerobe, funcția sa principală - o sinteză a ATP.

oxidarea aerobă a glucozei

În condiții aerobe, glucoza este oxidată la CO2 și H2O Ecuația generală:

Acest procedeu cuprinde mai multe etape:

glicoliza aerobă. Aceasta are loc oxidarea 1 la 2 glucoza STC, 2 pentru a forma ATP (ATP petrecut primele 2, apoi 4 sunt formate) și 2 NADN2;

2 Conversia în 2 STC acetil-CoA și eliberarea de CO2 sub formă 2 2 NADN2;

TCA. Oxidează 2 acetil-CoA cu eliberare 4 CO2. 2 formează un GTP (randament 2 ATP) și 6 NADN2 FADN2 2;

Lanțul fosforilării oxidative. Aceasta are loc oxidarea 10 (8) NADN2. 2 (4) 6 FADN2 care implică O2. în timp ce 6 reprezintă sintetizata H2O și 34 (32) ATP.

Ca rezultat, oxidarea glucozei aerob este format 38 (36) ATP, dintre care 4 ATP în reacțiile de fosforilare de substrat, 34 (32) de ATP în fosforilării oxidative. eficienta oxidare aerobă este de 65%.

oxidarea anaerobă a glucozei

Catabolismul glucozei fără O2 este în glicoliza anaerobă și FFS (PD).

În timpul glicolizei anaerobă are loc oxidarea 1 la 2 molecule de glucoză de acid lactic, pentru a forma 2 ATP (ATP petrecut primele 2, apoi 4 sunt formate). În condiții anaerobe, glicolizei este singura sursă de energie. Ecuația generală: C6 H12 O6 + 2H3 PO4 + 2ADF → 2C3 H6 O3 + 2H2 O. 2ATF +

In timpul PD format din glucoză și NADFN2 pentoză. In FFS de glucoza produsa doar NADFN2.

Glycolysis - cale principală a catabolismului glucozei (precum fructoză și galactoză). Toate reacțiile au loc în citosol.

glicoliza aerobă - un proces de oxidare a glucozei pentru PVC, are loc în prezența O2.

glicoliza anaeroba - este oxidarea glucozei în lactat în procesul de procedură absența O2.

glicoliza anaeroba diferă de acesta numai în prezența reacției aerob 11, primele 10 au reacții comune.

In orice glicoliză poate distinge 2 faze:

1 etapa pregătitoare, este consumat 2 ATP. Glucoza este fosforilată și este împărțit în două phosphotriose;

Etapa 2, este conjugat cu sinteza ATP. În acest stadiu, în rândul său, PVK phosphotriose. Energia acestei etape este utilizată pentru sinteza 4 ATP și 2NADN2 de recuperare. în care condiții aerobe sunt 6 pentru sinteza ATP și anaerob redus la ESV lactat.

Echilibrul energetic al glicolizei

Astfel, echilibrul energetic al glicolizei aerobe:

8ATF = -2ATF + + 4ATF 6ATF (din 2NADN2)

balanța energetică a glicolizei anaerobe:

= + 2ATF 4ATF -2ATF

Reacția generală a glicolizei aerobe și anaerobe

1. hexochinaza (hexokinază II ATP: hexoze 6-fosfotransferaza) mușchi fosforileaza principal glucoză, mai puțin - fructoză și galactoză. Km + oxidoreductaza (fosforilare)) este format din 4 subunități. Catalizează formarea legăturii energetice la 1,3-PGA și recuperare NADN2. sunt utilizate în condiții aerobe pentru sinteza 8 (6) molecule de ATP.

7.Fosfoglitseratkinaza (ATP: 3FGK-1-fosfotransferaza). Implementează fosforilarea substratului de ADP, pentru a forma ATP.

Următoarele reacții fosfoefir energie scăzută merge într-un fosfat cu energie ridicată.

8.Fosfoglitseratmutaza (3-PGA-2-PGA isomerase) efectuează transferul unui rest de fosfat de la FHA în propoziția 3 poziția 2.

9.Enolaza (2-PGA: hidro-liază), clivate din molecula 2-PGA de apă și formează o legătură de înaltă energie la fosfor. Ionii inhibat F -.

10.Piruvatkinaza (ATP: PVK-2-fosfotransferaza) transportă fosforilarea substratului de ADP, pentru a forma ATP. Activate de fructoză-1,6-DB, glucoza. Inhibă ATP NADN2. glucagon, adrenalina, alanină, acizi grași, acetil-CoA. Inductor: insulina, fructoza.

Rezultată forma enol PVK trece apoi non-enzimatic în formă bo-Lee ceto termodinamic stabil. Această reacție este cel mai recent glicolizei aerobe.

catabolism 2 PVCs ulterioare și utilizând 2 NADN2 depinde de prezența O2.

Reacția glicoliza anaerobă

În condiții anaerobe, PVC, cum ar fi O2 în circuitul respirator clorhidric asigură regenerarea NAD + din NADN2. că este necesar pentru continuarea reacțiilor glicoliză. PVCs astfel, transformat în acid lactic. Reacția are loc în citoplasmă, cu participarea lactat dehidrogenază (LDH).

11.Laktatdegidrogenaza (lactat: NAD + oxidoreductaza). Constă din 4 subunități, are 5 izoforme.

Lactatul nu este produsul final al metabolismului, detașabil din organism. Din anaerob lactat de sânge țesut transportat la ficat, unde transformarea în gluco-zu (ciclul Cori), sau în țesutul aerob (miocard), în care în transformă Xia și PVK este oxidat la CO2 și H2O

PVK catabolism in mitocondrii

În condiții aerobe STC și hidrogen pentru a NADN2 transportat în matricea mitocondrială. PVC singur nu trece membrana mitocondrială internă, transferul său prin membrană se efectuează transportul activ al doilea rand H + symport cu. PVC-ul este utilizat in mitocondrie in 2 reactii:

Piruvat dehidrogenază complex (PVK: NAD + oksidoruduktaza (decarboxilat)) cuprinde 3 și 5 enzimă coenzime: a) cuprinde piruvat decarboxilaza (E1), 120 monomeri și coenzima TPF; b) Digidrolipoiltransatsilaza (E2) 180 conține monomeri și lipoamid coenzime și HSKoA; c) Digidrolipoildegidrogenaza (E3) conține 12 monomeri și coenzime NAD și FAD. DW piruvat complex oxidativ decarboxilare efectuează STC pentru a forma acetil-CoA. Activator: HSKoA, NAD +. ADP. Inhibitorul: NADN2. ATP, acetil-CoA, acizi grași, corpilor cetonici. insulină Inductor.

Mecanismul piruvatului DG complex. Procesul este 5 etape:

Mai departe AcetilCoA intra in ciclul TCA, unde este oxidat la CO2, pentru a forma o reducere GTP 2 1 NADN2 3 și 1 FADN2.

Piruvat (PVK: sintetazei CO2 (ATP → ADP + Pi)) complex de enzime oligomeric cuprinde biotină. Carboxilați PVK la stiuca. Pentru a reface reacția, în măsura necesară pentru a adăuga știuca în ciclul TCA. Activator: AcetilCoA.

În condiții aerobe, O2 asigură regenerarea NAD + NADN2. nevoia de reacție a continuat glicolizei (NAD + substrat 3PGA DW).

Deoarece membrana mitocondrială interior este impermeabil la NADN2. restaurat în NADN2 glicolizei. transmite hidrogeni sale asupra lanțului respirator mitocondrial prin intermediul unor sisteme speciale Du--numite „navetă“. Sisteme cunoscute 2: transfer malat-aspartat și glicerofosfat.

1. Shuttle malat-aspartat este versatil, lucrează în ficat, rinichi, inima.

Mecanismul de transfer glicerofosfat. Acesta funcționează în mușchiul scheletic alb. măduvă, țesutul adipos, hepatocite.

transfer malat-aspartat districtul energetic mai eficient, la fel ca în hidrogenul trece prin mitocondrial respirator raportul lanț NADH P / D este 3, 3 ATP este sintetizat.

In naveta glicerofosfat transferă hidrogen în circuitul respirator prin FAD pe KoQ, raportul P / D este 2, 2 ATP este sintetizat.

Valoarea din plastic catabolismului glucoză

Când ka-tabolizme glucoză își poate îndeplini funcția de plastic. Metaboliții glicolizei este-utilizat pentru sinteza de noi compuși. Astfel, fructoza si 6f 3PGA implicate în formarea de riboză-5-f (nucleotidele componente); 3-fosfoglicerat pot fi incluse în s-acizi de sinteză, cum ar fi serină, glicină, cisteină. În ficat și țesutul adipos AcetilCoA ispol'uet zuetsya biosinteza gras kis-lot, colesterol și sinteza DAP glicerol-3F.

efect Pasteur - scăderea ratei consumului de glucoză și acumularea de lactat, în prezența oxigenului.

efect Pasteur datorită prezenței concurenței între enzime aerobe (PVK DW PVK enzime carboxilaza lanțului fosforilării oxidative) si anaerobe cale (LDH) pentru ansamblu PVCs oxidarea metabolitului și NADN2 coenzima.

Fără O2 mitocondriile nu consuma PVK si NADN2. ca urmare a concentrației lor în citoplasmă crește și se duc la formarea de lactat. Deoarece randamentele glicoliză anaerobă din glucoză 1 numai 2 ATP, pentru a produce cantități suficiente de ATP trebuie să fie mult glucoză (de 19 ori mai mult decât în condiții aerobe).

În prezența O2. pompate STC mitocondrii și citoplasmă NADN2 a întrerupe lactat de reacție. In oxidarea aerobă a glucozei 1 format 38 ATP, respectiv pentru a forma o cantitate suficientă de ATP necesară cantitate mică de glucoză (până la 19 ori mai mici decât în condiții anaerobe).

Metabolismul fructoză și galactoză

Fruko-Toza și galactoză, în plus față de glucoză sunt utilizate pentru obținerea de energie sau substanțe sintetice glicogen, trigliceride, GAG, lactoză și altele.

Cantități semnificative de fructoză, imaginea-yuscheesya prin scindarea de zaharoză prin conversia glucozei în etsya deja în celulele intestinale. Partea fructoză intră în ficat.

Metabolismul de fructoză în celula începe Xia cu reacții de fosforilare:

1.Fruktokinaza (ATP: fructoza 1-fosfotransferaza) fosforileaza numai fructoza, are o mare afinitate la aceasta. Continute în ficat, rinichi, intestine. Insulina nu afectează activitatea sa.

2. aldolaza (fructoză: HA lyase) este in ficat descompune fructoza-1PH (fructoza-1,6f) la glyceraldehyde (HA) și dioksiatsetonfosfata (DAP).

3.Triozokinaza (ATP: GA-3-fosfotransferaza). Mulți în ficat.

DAP și HA derivată din fructoză, inclusiv gluconeogeneza-chayut hepatic, în principal. Part-DAF pot fi reconstituite din Liban glicerol-3-P și participă la sinteza TG.