въглехидратни биохимия лекции - Лекция, страница 3

Тема: глюкоза катаболизъм. гликолиза

Основните начини за глюкоза катаболизъм

Разграждането на глюкоза в клетката може да се осъществи както при аеробни и анаеробни условия, неговата основна функция - синтез на АТФ.

Аеробни окисление на глюкоза

При аеробни условия, глюкоза се окислява до СО2 и Н2 О. общата формула:

Този процес се състои от няколко етапа:

Аеробика гликолизата. Това се случва, окисление на 1 до 2 глюкоза STC, 2 за образуване АТР (АТР прекарва първо 2, след това 4 са оформени) и 2 NADN2;

2 Превръщането в 2 STC ацетил-СоА и освобождаване CO2 форма 2 2 NADN2;

ТСА. Той се окислява 2 ацетил-СоА с освобождаване 4 СО2. 2 образуват GTP (добив 2 АТР) и 6 NADN2 FADN2 2;

Веригата на окислително фосфорилиране. Това се случва, окисление на 10 (8) NADN2. 2 (4) 6 FADN2 включващи O2. докато 6 означава синтезирани Н2 О и 34 (32) АТР.

В резултат на аеробни глюкоза окисление се образува 38 (36) АТР, от които 4 АТР в реакции субстрат фосфорилиране, 34 (32) на АТР в окислително фосфорилиране. Аеробни ефективност окисляване е 65%.

анаеробно окисление на глюкоза

Катаболизма на глюкоза без O2 е в анаеробни гликолизата и FFS (PD).

По време на анаеробна гликолиза настъпва окисляване на 1 до 2 глюкозни молекули на млечна киселина, за да се образува 2 АТР (АТР прекарва първо 2, след това 4 са оформени). При анаеробни условия, гликолиза е единственият източник на енергия. Общата формула: С6 Н12 О6 + 2H3 РО4 + 2ADF → 2C3 H6 3 + 2Н2 О. 2ATF +

По време на PD, образуван от глюкоза и пентоза NADFN2. В FFS на глюкоза, произведени само NADFN2.

Гликолиза - главен път на глюкоза катаболизъм (както и фруктоза и галактоза). Всичките му реакции се извършват в цитозола.

Аеробни гликолиза - процес на окисление на глюкоза към PVC, се случва в присъствието на О2.

Анаеробните гликолиза - е окислението на глюкоза в лактат процес процедура в отсъствието на О2.

Анаеробните гликолиза се различава от последното само в присъствието на аеробни реакция 11, първият 10 имат общи реакции.

Във всеки гликолиза може да разграничи 2 фази:

1 на етапа на подготовката се изразходват 2 ATP. Глюкозата е фосфорилиран и е разделен на две phosphotriose;

Етап 2, е конюгат с синтеза на АТФ. На този етап от своя страна на PVK phosphotriose. Енергията на този етап се използва за синтеза на АТФ 4 и възстановяване 2NADN2. в която аеробни условия са 6 за синтезата на АТР и анаеробно намалени до лактат PVCs.

Енергийният баланс на гликолизата

По този начин, енергийния баланс на аеробна гликолиза:

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

Енергиен баланс на анаеробна гликолиза:

= + 2ATF -2ATF 4ATF

Общата реакция на аеробни и анаеробни гликолиза

1. хексокиназа (хексокиназа II, АТР: хексозна 6-фосфотрансфераза) мускулна фосфорилира главно глюкоза, по-малко - фруктоза и галактоза. Km + оксидоредуктаза (фосфорилиращ)) се състои от 4 субединици. Катализира образуването на енергия връзка на 1,3-PGA и възстановяване NADN2. се използват в аеробни условия за синтеза на 8 (6) молекули АТР.

7.Fosfoglitseratkinaza (АТР: 3FGK-1-фосфотрансфераза). Осъществява субстрат фосфорилиране на ADP за образуване на АТР.

Следните реакции fosfoefir ниска енергия отива в високо-енергийна фосфат.

8.Fosfoglitseratmutaza (3-PGA-2-PGA изомераза) извършва прехвърлянето на фосфатен остатък от FHA в Твърдение 3 позиция 2.

9.Enolaza (2-PGA: хидро-лиаза), разцепена от молекулата 2-PGA вода и образува високо-енергийна връзка на фосфор. Йоните инхибира F -.

10.Piruvatkinaza (АТР: PVK-2-фосфотрансфераза) носи субстрат фосфорилиране на ADP за образуване на АТР. Активният от фруктоза-1,6-DB, глюкоза. Потиска ATP NADN2. глюкагон, адреналин, аланин, мастни киселини, ацетил-СоА. Индуктор: инсулин, фруктоза.

Полученият енолен формата PVK след това продължава не-ензимно в бо-Lee кето форма термодинамично стабилна. Тази реакция е късно да аеробна гликолиза.

След катаболизъм 2 PVCs и като се използва 2 NADN2 зависи от присъствието на О2.

Реакцията на анаеробна гликолиза

При анаеробни условия, PVC, като O2 в респираторния солна верига осигурява регенериране на NAD + от NADN2. че е необходимо за продължаване на гликолизните реакции. PVCs така превърнати до млечна киселина. Реакцията се извършва в цитоплазмата, с участието на лактат дехидрогеназа (LDH).

11.Laktatdegidrogenaza (лактат: NAD + оксидоредуктаза). Състои се от 4 субединици, тя разполага с 5 изоформи.

Лактат не е крайният продукт на обмяната на веществата, се отстраняват от тялото. От анаеробна тъкан кръв лактат се транспортира до черния дроб, където превръщането на глюко-зу (Кори цикъл), или в аеробния тъкан (миокарда), където в превръща Xia и PVK се окислява до СО2 и Н2 О.

PVK катаболизъм в митохондриите

При аеробни условия STC и водород до NADN2 транспортирани в митохондриалния матрикс. PVC сам не преминава през вътрешната митохондриална мембрана, прехвърлянето му през мембраната се извършва второ активен транспорт на Н + symport с. PVC се използва в митохондриите в 2 реакции:

Пируват дехидрогеназа комплекс (PVK: NAD + oksidoruduktaza (декарбоксилира)) се състои от 3 и 5 ензимни коензими: а) съдържа пируват декарбоксилаза (Е1), 120 мономери и коензим TPF; б) Digidrolipoiltransatsilaza (Е2) 180 съдържа мономери и коензими lipoamide и HSKoA; в) Digidrolipoildegidrogenaza (E3) съдържа 12 мономери и коензими NAD и FAD. DW пируват окислително декарбоксилиране комплекс изпълнява STC да се образува ацетил-СоА. Активатор: HSKoA, NAD +. ADP. Инхибитор: NADN2. АТР, ацетил-СоА, мастни киселини, кетонни тела. Индуктор инсулин.

Механизмът на пируват DG комплекс. Процесът е 5 етапа:

Освен ацетил-СоА влиза в цикъл ТСА, където се окислява до СО2 за да се образува 2 1 намаляване GTP NADN2 3 и 1 FADN2.

Пируват (PVK: синтетаза CO2 (АТР → ADP + Pi)) олигомерен комплекс ензим съдържа биотин. Карбоксилати PVK за щука. За попълване на реакцията, до степента, необходима, за да добавите щуката в цикъла на ТСА. Активатор: ацетил-СоА.

При аеробни условия, O2 предвижда възстановяване на NAD + NADN2. необходимостта за продължаване на реакцията гликолиза (NAD + субстрат 3PGA DW).

От вътрешната митохондриална мембрана е непропусклив за NADN2. реставрирана през гликолиза NADN2. предава нейните водородни атома на митохондриалната респираторна верига с помощта на специални системи Vai наречените "совалка". Известни две трансферни системи: малат-аспартат и глицерофосфат.

1. малат-аспартат трансфер е гъвкав, работи в черния дроб, бъбреците, сърцето.

Глицерофосфат трансфер механизъм. Тя работи в белия скелетните мускули. мозък, мастната тъкан, хепатоцити.

Малат-аспартат транспорт енергично по-ефективна област, както и в водородът преминава през митохондриалната респираторна верига съотношение NADH P / D е 3, 3 АТР се синтезира.

В глицерофосфат трансфери водород в дихателната верига чрез FAD на KoQ, отношението P / D е 2, 2 АТР се синтезира.

Пластмасови стойност на глюкоза катаболизъм

Когато ка-tabolizme глюкоза може да изпълнява функция пластмаса. Метаболитите на гликолиза се използвани за синтез на нови съединения. Така, фруктоза и 6f 3PGA участва в образуването на рибоза-5-Г (нуклеотиди компонент); 3-фосфоглицерат могат да бъдат включени в S-киселини за синтез, като например серин, глицин, цистеин. В черния дроб и мастната тъкан ацетил-СоА ispol'uet zuetsya биосинтезата на мастни Kis-много, холестерол, и синтез на DAP глицерол-3F.

Пастьор ефект - намалява потребление на глюкоза и лактат натрупване в присъствието на кислород.

Пастьор ефект се дължи на наличието на конкуренция между ензими аеробни (PVK DW PVK карбоксилаза ензими на окислително фосфорилиране верига) и анаеробно (LDH) път за общите окисляване метаболитни банкомати и коензим NADN2.

Без O2 митохондриите не консумират PVK и NADN2. в резултат на концентрацията им в цитоплазмата се увеличава, и те отиват на образуването на лактат. Тъй анаеробни добиви гликолизните от глюкоза 1 само 2 АТР, за получаване на достатъчно количество АТР трябва да бъдат много по-глюкоза (19 пъти повече, отколкото при аеробни условия).

В присъствието на О2. изпомпва STC митохондриите и цитоплазмата NADN2 на прекъсване на реакция лактат. В аеробно окисление на глюкоза един оформен 38 АТР, съответно да се образува достатъчно количество АТР необходимо ниска глюкоза (до 19 пъти по-малка, отколкото при анаеробни условия).

Метаболизмът на фруктоза и галактоза

Fruko-Тоза и галактоза в допълнение към глюкоза се използва за получаване на енергия или синтетични вещества, гликоген, триглицериди, GAG, лактоза и други.

Значителни количества фруктоза, изображението-yuscheesya чрез разцепване на захароза чрез превръщане на глюкоза в etsya вече в чревните клетки. Част фруктоза влиза в черния дроб.

Метаболизмът на фруктоза в клетката започва Xia с фосфорилиращи реакции:

1.Fruktokinaza (АТР: фруктоза 1-фосфотрансфераза) фосфорилира само фруктоза, има висок афинитет към него. Съдържа се в черния дроб, бъбреците, червата. Инсулинът не се отразява на дейността си.

2. алдолаза (фруктоза: HA лиаза) е в черния дроб разгражда фруктоза-1ph (фруктоза-1,6f) за глицералдехид (НА) и dioksiatsetonfosfata (DAP).

3.Triozokinaza (АТР: GA-3-фосфотрансфераза). Мнозина в черния дроб.

DAP и HA, получен от фруктоза, включително chayut-чернодробната глюконеогенеза основно. Част-DAF може да бъде реконструиран от Ливан глицерол-3-P и да участват в TG синтез.