Biokhimia_T2_Strayer_L_1984 (1123303), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Сент-Дьердьи обнаружил, что добавление некоторых Сд-дикарбоновых кислот повышало потребление О, в гораздо большей степени, чем это требовалось для их прямого окисления. Иными словами, они каталитически (а не стехиометрически) увеличивали потребление Ог. Такая каталитическая стимуляция дыхания наблюдалась в присутствии сукцината, фумарата и малата. Следующим шагом вперед явилась расшифровка биологического пути окисления цнтрата Карлом Мартиусом и Францем Кноопом (Саг1 Маггшв, Ргапг Кпоор) в 1937 г.
Они показали, что цитрат изомеризуется в изоцитрат через цис-аконитат и что изоцитрат подвергается окислительному де- карбоксилированию в а-оксоглутарат. Возможность окисления и-оксоглутара ~ а в сукцинат тогда уже была известна, и, итким образом, это открытие позволило успвновить путь от циврата до сукцинати. Оно подоспело в нужный момент, так как теперь Кребс смог объяснить свое недавнее наблнь дение, что цитрат каталитически усиливие<п дыхание измельченной грудной мышцы голубя. СОО СН СН ( СОО стачнпат СОО СН, СОО" Наявнат Дополнительная важная информация была получена в результате использования малоиата, специфического ингибитора сукципат-дегидрогепазы.
Малонат является конкурентным ингибитором этого фермента,поскольку он структурно очень близок сукцинагу. К этому времени было известно, что малинов служит дыхательпы.и ядом. Кребс пришел к выводу, что сукцннат-дегидрогеназа может, таким образом, играть ключевую роль в дыхании. В пользу этого предположения говорил тот факт, что при добавлении нитрата к мышце, отравленной малонатом, в ней накапливается сукцинат. Более того, накопление сукципата в такой мышце происходило также при добавлении фумарата.
Первый из этих экспериментов указывает на физиологическую значимость пути от цитрата до сукцината. Второй эксперимент раскрывает существование пути от фумарата до сукциназа, отличающегося от реакции, катализирусмой сукцинат-дегидрогеназой. Кребс установил далее, что цитрат быстро образуется в мышечной суспснзии при добавлении оксалоацстата. Открьппие сипвези цитрата из ок<алоацетита позволило Кребсу построить полнуя< схему процесса.
Постулированный им цикл трикарбоновых кислот сразу создал ясную картину окисления углеводов. В этой картине нашли свое точное место многие экспериментальные факты — такие, например, как каталитическое усиление дыхания сукцинатом и другими промежуточными подуктами. Примечательно,что цикл трикарбоновых кислот-не единственный и не первый метаболический цикл, раскрытый Кребсом. Шестью годами ранее он показал, что мочевина превращается по циклическому метаболическому пути, названному орнитиновым циклом (гл. 18).
Таким образом, концепция циклического метаболического пути уже была полностью осознана Кребсом, когда он анализировал данные и определял ход экспериментов, которые привели к предложенному им циклу трикарбоновых кислот. Заключение Цикл трикарбоновых кислот представляет собою конечный общий путь лля окисления топливных молекул. Он служит также источником строительных блоков для процессов биосинтеза. Большинство топливных молекул вступают в цикл в виде ацетил- СоА. Окислителы<ос декарбоксилирование пирувата, приводящее к образованию ацетил-СоА, является связующим звеном между гликолизом и циклом трикарбоновых кисло~. Эта реакция и все реакции никла протекают в митохонлриях в отличие от гликолиза, который происходит в цитозоле.
Цикл начинается с конденсации оксалоацетата (С ) и ацетил-СоА (Сз ) с образованием цитрата (С ), который нзомеризуется в нзоцитрат (Св ). Окислительное декарбоксилирование изоцитрата дает о-оксоглутарат (С, ). Вторая молекула СО, выделяется в следующей реакции, в которой о-оксоглутарат подвергается окислительному декарбоксилированию в сукцинил-СоА (С, ). Тиоэфирная связь сукцинил-СоА в присутствии Р, расщепляется с образованием сукцината и одновременным генерированием высокоэнергетической фосфатной связи в форме ОТР или АТР.
Сукцинат окисляется в фумарат (Сл), который за~ем гидратируется в малат (С„]. Наконец, малат окисляется, приводя к регенерированию оксалоацстата (С,). Таким образом. два атома углерода гзоступают в цикл в вндс апетил- СоА и два атома углерода покидают пикл в виде СОг при последовательных реакциях декарбоксилнрования„каталнзнруемых 13.
Цикл трнкарбоновых кислот 67 нзоцитрат-дегидрогеназой и и-оксоглутарат- — дегилрогеназой. В четырех окислительно-восстановительных реакциях цикла три пары электронов переносятся на ХАР и олна пара — на РАР. Эти восстановленные переносчики электронов окисляются затем в цепи переноса электронов, что сопровождается генерированием одиннадцати молекул АТР. Кроме того, одна высокоэнергетическая фосфатная связь образуется непосредственно в цикле трикарбоновых кислот. Следовательно, на каждый двухуглеродный фрагмент, который полностью окисляется ло НЗО и СОт, происходит генерирование двенадцати высокоэнергетических фосфатных связей.
Цикл трикарбоновых кислот функционирует только в аэробных условиях, поскольку лля него необходимо поступление )ч(АР' н РАР, Эти переносчики электронов регенерируют при переносе электронов )ч(АРН и РАРНз на Оз по электрон-транспортной цепи, сопровожлающемся одновременным образованием АТР.
Следовательно, скорость цикла трикарбоновых кислот зависит от потребности в АТР. Важное значение в этом отношении имеет также регуляция трех ферментов цикла. Высокий энергетический заряд понижает активность цитратсинтазы, изоцитрат-дегилрогеназы и и-оксоглутарат — дегндрогеназы. Еще олин важный регуляторный пункт — необратимое образование ацетил-СоА из пирувата. Активность пируват-легидрогеназного комплекса контролируется путем 1) ингибирования продуктами реакции, 2) регуляции нуклеотидами по принципу обратной связи и 3) ковалентной модификации. Эти механизмы дополняют друг друга в снижении скорости образования ацетил-СоА при высоком энергетическом заряде клетки. РЕКОМЕНЛУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА Кннги и абтие обзоры 1.аиелпет,3 М. (ед.), 1969.
Сцпс Асы Сус1е: Сап!го! апд Сотрагипеп!а!юп, Массе! Пеккег. 6оадигл Г )Р (ед.), 1968. ТЬе Ме1аЬобс Яо1ев о( Сига!с, Асадепцс Ргеяз. болелые!л .3. М., 1971. ТЬе ругичаге деЬудгобепазе сотр1ех апд ГЬе сцпс асЫ сус)е, Сотрг. ВюсЬет., 188, 1-55. Механизмы реакции н стерееевет!43ачвесп Рар)а3г 6., 1970.
8!егеозресг!вагу оГ епхутю геасбопз. 1п: Воуег Р. П. (ед.), ТЬе Епхутея (Згд ед ), чо). 2, рр. 115-215, Асадепис Ргеы. (Прекрасный обзор, содержаший обсуждение стереохнмии цикла грикарбоиоаых кислот.) Одпал А. 6., 1948. 1пгегрге!ацоп о1 ехрептепь оп гаегаЬоЬс ргосеыев «ппк!загорю ьасег с!степ!в, Ха!иге, 162, 963.
Н!гзсьтаил Н., 1960. ТЬе па!иге оГ яиЬзггаге азуацпеггу )п мегеозе)есцче геасиопв, 3. Вго! Сает., 235, 2762-2767. Вел!(еу Я., 1969. Мо)ссшаг Азуттеггу гп Вю1оку, чов. 1 апд 2, Асадепис Рты. (Эти тома содержат богатую информаиию о стсреоспеиифичности а биохимических реакциях. В гл. 2 тома 1 обсуждается номенклатура, в гл. 4- прохиральность.) Фторввтрат в аканитазв Ревет Я.,!954. Вюсььпгса11гкь! иран ап аптеп! Ромов, а 1егЬа) зупгбеш, Епдеачог, 13, 147 154. (Рассматриеаигся превращение фторацетата во фторцитрат, иигибитор аконитазы ) ОпЬЫе 6. И'., ! 973. Г! аогоасег а!с !охжцу, 3. СЬет. Ед., 50, 460-462. 6!шьег Х Р., 1971 Асопцаяе. Гп. Воуег Р. П. (еда ТЬе Епгутез (Згд ед.).
чо(. 5, рр. 413-439 Пнруввт- в а-оксоглутарат— лигвлрогеназные комплексы Яеед П3., 1974. Ми1иепгуте сагир!ехт, Асс. СЬст Яез., 7, 40 — 46. Вогез О.Ь, ползал М.3., На(е 6., Наорет Е.А., Рыдит Я.Н., !977. зе11-авютЫу апд са!а)уис асичцу оГ Ше рупча!е деьудгокепаяе ти1пепхуте сотр!ех о1 Езгдепсыа со!г, Ха!иге, 268, 313-3!6.
Сагблз .Г. Н., Яеед 3...1., 1977. Асу! кгоир апд е1есггоп рац гс)ау зуметг а па!вояк а1гп!егасцпя броу) пюгеиея ш ГЬе ругичаге апд и-Ье!об!шага!с деЬудгокепаве сотр)ехея 1гопт Езспегкша соц Ргос 1ца!. Асад. 8сг.. 74. 4223-4227. пи!опты Х А., Ыелаагд 6. Е., 1976.
тгапзшоп *гаге апа!огр Гог ипат!па ругорЬоярЬаге-дерепдеп! епхутез, 3, Вю1. Сает., 251, 2863-2866. Яалд)е Р.3., 1978. Ругичаге деЬудгобепазс сотр!ех: пге!юи)оиз геки1агог о1 8)исозе гнзроза! т апцпав, Тгепдя ВюсЬегп. 8с), 3, 217-219. Оекапег О.3., Онсег Я.М., !971. А 1очг гето1шюп е!есьов депп!у тар оГ Ьроу) ггапыисьпу)аяе, гЬе соте оГ гье а-Ьего81нгагаге деЬудгобепязе сотр1ех, СоЫ бринк НагЬаг зутр. (Зиад! Вю)., Зб, 199-203.
Опгрытне цикла трвкарбоновых кислот Кггьз Н.А., Заплзол И'. А., 1937. ТЬе го1е оГ сг!пс асЫ )п )пгеппед(аге тегаЬобпп ю апина! быиез, батута)ок(а, 4, 148-156. Ягебв Н. А, 1970. ТЬе Ьгыогу оГ гЬе ггюагЬоху)ж асЫ сус1е, Регврссг. Вю). Мед., 14, 154-170 в Б В.колфитурвчлл !против чвсовои стрелки! в Б я- ф трвчлл (пс часовой стрвлкс> 69 ПРИЛОЖЕНИЕ й5-обозначение хиральности Абсолютную конфигурацию любого хирального центра можно однозначно квалифицировать, используя К5-обозначения, введенные в 1956 г. Робертом Каном, Кристофером Ингольдом и Владимиром Прелогом (КоЬег! СаЬп, СЬгицорЬег 1пйо!г), Ч!агйш!г Рте!о8).
Рассмотрим это на примере хирального соединения СНГС1Вг (рис. 13.17, А], При использовании К5-обозначений вначале (первый этап) определяют приоритетную последг>вательиость для четырех заместителей, принимая, что атом с более высоким атомным номером имеет приг>ритет перед атомом с более иизким атомным номером. Отсюда рассматриваемые нами четыре заместителя имеют следующую приоритетную последовательность: а — Вг, б-С1, в — Г и г — Н, с наивысшим приоритетом для Вг (а).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
