Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
Топ:
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного...
Интересное:
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Искусственное повышение поверхности территории: Варианты искусственного повышения поверхности территории необходимо выбирать на основе анализа следующих характеристик защищаемой территории...
Дисциплины:
2017-12-10 | 522 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
По современным представлениям первый этап окисления глюкозы протекает в цитозоле и катализируется надмолекулярным белковым комплексом гликолитическим метаболоном, включающим в себя до десятка отдельных ферментов.
Первый этап окисления глюкозы может быть в свою очередь раз делен на 2 стадии. В реакциях первой стадии происходит фосфорили рование глюкозы, изомеризация остатка глюкозы в остаток фруктозы, дополнительное фосфорилирование уже фруктозного остатка и, нако нец. расщепление гексозного остатка на два остатка фосфотриоз:
Эта реакция катализируется ферментом гексокиназой. В качестве фо сорилирующего агента в клетке используется АТФ. Реакция сопровож дается потерей свободной энергии порядка 5,0 ккал/моль и в усло виях клетки является необратимой.
Вторая реакция, катализируемая фосфогексоизомеразой, легко обра тима.
Третья реакция катазируется ферментов фосфофруктокиназой. В этой реакции также теряется 3,4 ккал/моль энергии и она, как и гексо киназная реакция, в условиях клетки необратима.
Эта реакция катализируется ферментом альдолазой, реакция обрати ма. В результате реакции фруктозо1,6бисфосфат расщепляется на два триозофосфата.
Фосфодигидроксиацетон (ФДА) в условиях клетки легко изомери зуется в 3фосфоглицериновый альдегид (ФГА) при участии фермен та триозофосфатизомеразы в ходе пятой реакции. Поэтому мы можем считать, что на первой стадии этого этапа затрачивается 2 АТФ, а из молекулы глюкозы образуется две молекулы 3фосфоглицеринового альдегида.
На второй стадии первого этапа окисления глюкозы ФГА превраща ется в пируват. Поскольку при распаде молекулы глюкозы образуется 2 молекулы ФГА, при дальнейшем описании процесса мы дожны учесть это обстоятельство.
|
Следующая реакция рассматриваемого процесса является окисли тельной реакцией:
В ходе этой реакции, катализируемой дегидрогеназой 3фосфоглицеринового альдегида, происходит окисление ФГА в 1,3дифосфоглицериновую кислоту. Окисление идет путем дегидрирования, а отщепленные от субстрата атомы водорода переносятся на НАД+ с образованием восстановленной формы кофермента. Энергия окисления накапливается в клетке, вопервых, в виде энергии восстановленного НАДН+Н+,а, вовторых, в виде макроэргической связи продукта окис ления с участвующей в реакции фосфорной кислотой, т.е. в макроэр гической связи 1,3дифосфоглицериновой кислоты.
В седьмой реакции остаток фосфорной кислоты из 1,3дифосфо глицерата вместе с запасом энергии, накопленной в макроэргической связи, переносится на АДФ с образованием АТФ:
Эта обратимая реакция катализируется ферментом фосфоглицераткина зой.
Далее идет обратимая изомеризация 3фосфоглицериновой кисло ты в 2фосфоглицериновую кислоту при участии фермента фосфоглице ратмутазы:
В следующей, девятой по счету, реакции идет отщепление воды от 2фосфоглицериновой кислоты:
В ходе отщепления воды идет перераспределение электронной плотности в молекуле с образованием макроэргической связи между вторым атомом углерода енольной формы пировиноградной кислоты и остатком фосфорной кислоты. Реакция обратима, она катализируется ферментом енолазой.
Накопленная в макроэргической связи ФЭП энергия вместе с остатком фосфорной кислоты в ходе следующей реакции переносится на АДФ с образованием АТФ. Реакция катализируется пируваткиназой.
Реакция сопровождается потерей 7,5 ккал/моль энергии и в условиях клетки практически необратима.
Суммарное уравнение первого этапа аэробного окисления глюкозы:
Глюкоза + 2 АДФ + 2 Н3РО4 + 2 НАД+>> 2 пируват + 2 АТФ + 2 НАДН+Н+ + 2 Н2О
В ходе этого этапа высвобождается 140 ккал/моль энергии, основная ее часть (около 120 ккал/моль) накапливается в клетке в виде энергии 2 АТФ и энергии 2 восстановленных НАД+ АДЩ из которого следует, что на первом этапе молекула глюкозы расщеп ляется до двух молекул пировиноградной кислоты, при этом клетка на каждую молекулу расщепленной глюкозы получает 2 молекулы АТФ и две молекулы восстановленного НАДH+H+.
|
Регуляция работы первого этапа аэробного расщепления глюкозы осуществляется с помощью термодинамических механизмов и с помощью механизмов аллостерической модуляции регуляторных ферментов, при нимающих участие в работе этого метаболического пути.
С помощью термодинамических механизмов осуществляется конт роль направления потока метаболитов по данному метаболическому пути. В описанную систему реакций включены три реакции, в ходе которых теряется большое количество энергии: гексокиназная (G0= 5,0 ккал/моль), фосфофруктокиназная (G0= 3,4 ккал/моль) и пируваткиназная (G0= 7,5 ккал/моль). Эти реакции в клетке практически не обратимы, в особенности пируваткиназная реакция, и за счет их необратимости процесс становится необратимым в целом.
Интенсивность потока метаболитов по рассматриваемому метабо лическому пути контролируется в клетке за счет изменения актив ности включенных в систему аллостерических ферментов: гексокина зы, фосфофруктокиназы и пируваткиназы. Таким образом, пункты тер модинамического контроля метаболического пути одновременно явля ются и участками, на которых осуществляется регуляция интенсив ности потока метаболитов.
Главным регуляторным звеном системы является фосфофруктоки наза. Активность этого фермента подавляется высокими концентраци ями АТФ в клетке, степень аллостерического ингибирования фермента АТФ усиливается при высоких концентрациях цитрата в клетке. АМФ является аллостерическим активатором фосфофруктокиназы.
Гексокиназа ингибируется по аллостерическому механизму высо кими концентрациями Гл6ф. В этом случае мы имеем делом с рабо той сопряженного регуляторного механизма. В клетке после угнете ния активности фосфофруктокиназы высокими концентрациями АТФ на капливается Фр6ф, а значит накапливается и Гл6ф, поскольку реакция, катализируемая фосфогексоизомеразой, легко обратима. В таком случае повышение концентрации АТФ в клетке ингибирует акти вность не только фосфофруктокиназы, но и гексокиназы.
|
Очень сложно выглядит регуляция активности третьей киназы пируваткиназы. Активность фермента стимулируется Гл6ф, Фр1,6бф и ФГА по аллостерическому механизму так называя активация предш ественником. В свою очередь, высокие внутриклеточные концентрации АТФ,НАДН,цитрата, сукцинилКоА и жирных кислот угнетают активность фермента по аллостерическому механизму.
В целом, расщепление глюкозы до пирувата тормозится на уровне 3 указанных киназ при высокой концентрации АТФ в клетке,т.е. в ус ловиях хорошей обеспеченности клетки энергией. При недостатке энергии в клетке активация расщепления глюкозы достигается,во пер вых, за счет снятия аллостерического ингибирования киназ высокими концентрациями АТФ и аллостерической активации фосфофруктокиназы АМФ и, вовторых, за счет аллостерической активации пируваткиназы предшественниками: Гл6Ф, Фр1,6бф и ФГА.
Каков смысл ингибирования цитратом фосфофруктокиназы и цитратом и сукцинилКоА пируваткиназы? Дело в том, что из одной молекулы глюкозы образуется две молекулы ацетилКоА, который затем окисляется в цикле Кребса. Если в клетке накапливаются цитрат и сукцинилКоА, значит цикл Кребса не справляется с окислением уже наработанного ацетилКоА и есть смысл притормозить его допол нительное образование, что и достигается ингибированием фосфоф руктокиназы и пируваткиназы.
Наконец, угнетение окисления глюкозы на уровне пируваткиназы при повышении концентрации жирных кислот направлено на сбережение глюкозы в клетке в условиях, когда клетка обеспечена другим, бо лее эффективным видом энергетического топлива.
|
|
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!