Biokhimia_T2_Strayer_L_1984 (1123303), страница 26
Текст из файла (страница 26)
15.1. Певтозофосфатный путь генерирует АТР и синтезирует пятиуглеродные сахара В пентозофосфатном пути генерирование )ч)А)эРН происходит при окислении глкэкозо-б-фосфата в рибозо-5-фосфат. Этот пятиуглеродный сахар и его производцыс являются компонентами таких важных биологических молекул, как АТР, СоА. )ч)А1У'.
РАГЗ, РНК и ДНК. Глюкоза-6-фосфат -ь 2МАОР" -)- Н,О Рибозо-5-фосфат -ь 2)ч)АЕ)РН т 2Н + + СО Пензоэофосфатный путь калализируст также и ряд неокислитсльных реакций, обеспечивающих взаимопревращения трсх-. чез ы- С» НС С вЂ” СОНН, )) НС СН Н О )) Π— Р ОН ОН МНт Н- С "~~ С СН НС С Н Р вЂ” О— О=Р— О О Вооотаноаленныа ннкотннанндадвннндннуклеотндфосфат (НАЦРН) рех-, цяти-, шести- и семиуслсродных сахаров. Все эти процессы происходят в циюзоле. У растений часть реакций пентозофосфатного пути участвует также в образовании гексоз из СО, при фотосинтезе (гл.
19). Пептозофосфатный путь называют инос- !5. Пентоюфосфатиый путь и глюконеогенез С=О Н вЂ” С вЂ” Он нто н+ Н вЂ” С вЂ” ОН млот СН,Он ) О~,' ) НΠ— С вЂ” Н вЂ” ь — — + НΠ— С вЂ” Н С=О ® ) ® Н вЂ” С вЂ” ОН Н вЂ” С вЂ” ОН Н вЂ” С вЂ” ОН 1 Н вЂ” С Н вЂ” С вЂ” ОН Н вЂ” С вЂ” ОН ! ) СН ОРО,' СН ОРО,т СН ОРО,т- Н вЂ” С вЂ” ОН Н вЂ” ~ — ОН ~ нлог' + н' О НΠ— С вЂ” Н О Н вЂ” С вЂ” ОН ) Н вЂ” С СН ОРО т 6 фоефлтлвкоио.
а.лактаи глюилзовфаефат Окислительная ветвь пентозофосфатного пути. Эти три реакции катализируются глюкоза-6-фосфат — дегидрогеназой, лактоназой и 6-фосфоглюконат -дегилрогеназой. Рис. 15.1. Часть П. Генерирование и хранение энергии 96 Ла лентозиым итгитом, гекгозочоиофосфатиым лутеч или фосфоглюкоиатнытт окислительным лутем. Открьпие Отто Варбургом (О((о %агЬпгб) в 1931 г, глюкоза-6-фосфат — дегидрогеназы, первого фермента этого пути, сделало возможной его полную расшифровку, которую осушествилн Фриц Липман, Фрэнк Дикенс, Бернард Хорекер и Эфроим Рэкер (Ег)(г Ыргпапп, Егап)( !У(с)(епз, Вегпагд Ногае)(ег, Еуга)ш Вас)(ег).
15.2. Две молекулы Р)А!УРН генерируются прн преврашеннн глюкоза-6-фосфата в рибулозо-5-фосфат Пентозофосфатный путь начинается с дегидрирования глюкоза-6-фосфата при С-1. реакции. катализируемой глюкозо- 6-фосфат дегидрагеназой (рис. !5.1). Фермент высокоспецпфичен в отношении ь)А)ЭР'; Км лля )т)А!У' примерно в тысячу раз выше, чем для )т)АОР'. Пролуктом реакции является 6-фо(фоглюкоио-Ъ-лактои, внутримолекулярный эфир, с эфирной связью между С-1-карбоксильной группой и гидроксилом при С-5. Следующий этап— гидролиз 6-фосфоглюконо-б-лактона специфической лактоиазой, даюший 6-фосфоглюконат.
Этот шестиу(леродный сахар подвергается затем окислительному декарбоксилированию 6-фосфоглюкоиат — дегидрагеназой с образованием рибулозо-5-фосфита. Акцептором электронов вновь служит )т)А!УР 6 фаефотаюкалат Риатлазо вфлефат 15.3. Рнбулозо-5-фосфат нзомеризуется в рибозо-5-фосфат с образованием енднола в качестве промежуточного продукта Конечным этапом синтеза рибозо-5-фосфа- та является изомеризация рибулозо-5-фос- фата фосфолеитозо-изомеразой. Эта реак- ция подобна гликолитическим реакциям; Глюкоза-6-фосфат Фруктозо-6-фосфат Дигидроксиацетонфосфат Глицеральдегид-З-фосфат.
Все три кетозо-альдозиые изо.черизапии идут через образование еидиольиого лромеэтсуточного лродуктиа. н но — он н — с — он С С=О С вЂ” ОН Н вЂ” С вЂ” ОН Н- .С вЂ” ОН Н вЂ” С вЂ” ОН Н вЂ” С вЂ” ОН Н-С вЂ” ОН Н-С вЂ” ОН Н вЂ” С вЂ” ОН Н С вЂ” ОРО,т Н С вЂ” ОРО,' Н С вЂ” ОРО Риазлитз.афззфит аилиии Риаази ьфззфат (иазлзлзтзииыл илаяткт) 15.4. Пентозофосфатный путь н гликолиз связаны между собой транскетолазой и трансальдолазой В предыдуших реакциях образовывались две молекулы НА!УРН и одна молекула рибозо-5-фосфата па каждую окисленную молекулу глюкоза-б-фосфата, Однако многие клетки нуждаются для восстановительных биосинтезов в большем количестве )т)АОРН, чем требуется для включения рибозо-5-фосфата в нуклеотиды и нуклеиновые кислоты. В таких случаях рибозо-5-фосфат превращается в глицеральдегил-3-фосфат и фруктоэо-6-фосфат пол действием траискетолазы и траисальдолазы.
Эти фер.чвнты создают обратимра связь мвлкдг леюиозофосфатны.ч лу- Таблиле 15.1. Пнгтогофаебмтнма пугь тгм и гликолизом, катализируя следующие три реакции: Тренскетолаге С, + С, С, + С, Тренсальда,тете С,+С, = С,+С,, Тренскетолете С, +С„= С, +С„. Рееклил Фермент Глюкоза-6- фосфктдегидрогенега Льктанеге Глюкоза-6-фасфет -1 КАОР = 6-фосфоглюконо-б-лектан ь ь ХАОРН ь Н' 6-фосфоглюкона-б-ллктон Ь Нго 6-фосфоглюкснет е Н 6-фасфоглюконат 6 КАОР ' Рибулого-5-фосфет 4 СО, -1 ЫАОРН Суммарный выход трех реакций — обризование двух гексаз и одной триозы из трех пентоз.
Смысл этих процессов состоит в переносе двухуглераднога фрагмента транскгволауой и врехуглероднога фрагменти— врансальдолизай. Сахаром-донором двух- 6-фасфоглюконет-лсгил. рагенеге П сит огофосфа г- итомерете Н С вЂ” ОН С=О НО С вЂ” Н ! Н С вЂ” ОН С=О Рибулато-5.фосфкт Ксилулога-5- фасфет Пси гагафасфет- глнмерете Кеилулага-з.фасфет ь Рибаэа-5- фосфет ко Седогслтулота-7-фосфат 6 Глндеральлегид-3-фосфнг Ссдогюоулато-7-фосфкт -'; Глине.
рлльдегил-3-фасфат Фруктогоб-фосфет ь Эригрога-4-фосфлг кснлулото.5-фосфег -ь Эригрога4фасфег фруктото.б.фосфлт е -1- Глилсрельдегил-3-фасфет Треиекегалеге Переноснтсн транскетоланю Переносится трансальяопаюл Трлнсельлолагл н трехуглеродных фрагментов служит обычно кетоза, а акцептором — альдоза.
Первая из трех реакций, связывающих пентозофосфатный путь и гликолиз, прелставляет собою образование глицеральдвгид-3-фосфава и гедогептулоуо-7-фасфата из двух пентоз. Тренскеталкте сн он 1 С=О О Н вЂ” С вЂ” ОН + СНтОРО т цл Н С О-' 1-, Оог Глннеральяегли- Селотнтулоао у феефат $ фоофет Сн,он ! с=о лпннерньа Н вЂ” С вЂ” ОН Н вЂ” С вЂ” ОН ! СН ОРО Рнеуиолеь Гь фоофет Каииулоае Вфеофат Рпбеенбфесфат Роль донора двухуглеродного фрагмента в этой реакции выполняет ксилулозо-5- фосфат, эпимер рибулозо-5-фосфата. Кетоза может служить субстратом для транскетолазы только при условии, что ее гидроксильная группа при С-3 имеет конфигурацию ксилулозы, а не рибулозы. Рибулозо-5-фосфат под действием пентазофосфатизомеразы превращается в соответствующий эпимер, включающийся в транскетолазную реакцию.
!5. Пентозофосфатнын путь н глюконеогецез т — и СН ОН ! С=О НΠ— С вЂ” Н + Н вЂ” С вЂ” ОН СНгОРОут '.Г О' Транскетоиала ОКИСЛИТЕЛЬНАЯ ВЕТВЬ ИЕОКИСЛИТЕЛЬНАЯ ВЕТВЬ Рибулоза-5-фосфет — Рибага-5- фосфит СН ОН С=О НΠ— С вЂ” Н Н вЂ” С вЂ” ОН ! Конлупоаеуьфоофат СН ОН С=О ! НΠ— С вЂ” Н н — с — Он 0 С Н вЂ” С вЂ” ОН + Н вЂ” С вЂ” ОН СнзОРОзг трансал ьдолазз Н--С вЂ” ОН СН,ОРО ~ Фаул тозовфосфет Эаптрокь З фосфет СН ОН С=О СН Он ! С=О НΠ— С вЂ” Н Н вЂ” С вЂ” ОН СНзОРО з Ксплулсззь Вфссфлт О Н о н Н вЂ” С вЂ” ОН + СНгОРО з но с и Н С ОН н г Он СН ОРО ' еоуктозоФфссфат транскетолзза Он г ,норд. Злптрсзов фосфет Гппцзрельдегпд. а фссфлт Далее имеет место взаимодействие глицеральдегид-3-фосфата и седогептулозо-7- фосфата с образованием фруктозо-6-фосфата и эритрозо-4-фосфато.
Этот синтез четырех- и шестиуглеродного сахаров катализируется трансальдолазой. сн он С=О о н ! НΠ— С вЂ” Н С ! Н вЂ” С вЂ” ОН + Н--С вЂ” ОН н — с — он СН ОРО,з Н вЂ” С вЂ” ОН СН ОРО,з Седсеептулсзо Глпцеральдемд. уфесфат 3 фосфзт В третьей реакции транскетолаза катализирует синтез фруктозо-6-фосфата и глинеральдегид-3-фосфата из эритроэо-4-фосфата и ксилулозо-5-фосфата. Суммируя эти реакции, получаем 2 Ксилулозо-5-фосфат + Рибозо-5-фос- фат 2-фруктозо-6-фосфат + Глицераль- дегид-3-фосфат. Ксилулозо-5-фосфат может образоваться из рибозо-5-фосфата при последовательном действии пентозофосфат-изомеразы и пентозофосфат-зпимеразы.
Таким образом, суммарная реакция, начиная с рибозо-5-фосфата, имеет следующий вид: 3 Рибозо-5-фосфат 2фруктозо-6-фосфат + + Глицеральдегид-З-фосфат. Итак, избыток рибозо-5-фосфата, образованный в пентозофосфатном пути, может количественно превраи1аться в промежуточные продукты гликолиза. Часть !!. Генерирование и хранение жзергии 15.5. Скорость функционирования пентозофосфатного пути регулируетси концентрацией ХА!3Р' Первая реакция окислительной ветви пен- тозофосфатногзэ пути, дегидрирование глюкозо-б-фосфата, по существу необрати- ма. Действительно, при физиологических условиях эта реакция лимитирует скорость процесса и выполняет функцию «контрольного пункта».
Наиболее важным регуля- торным фактором является концентрация ХА13Р+, акцептора электронов при окислении глюкоза-6-фосфата в 6-фосфоглюконолактон. Кроме того, ХАОРН конкурирует с ХА!3Р' за связывание с ферментом, и АТР конкурирует с глюкозо-б-фосфатом. Отношение концентрации ХА13Р к концентрации ХА!3РН в цитозоле печени крыс, содержащихся на полноценном рационе, составляет примерно 0014, что на несколько порядков ниже отношения ! ХАР'ИХА13Н1, которое при этих же условиях равно 700. Выраженное действие концентрации ХА!УР' на скорость превращений по окислительной ветви пентозофосфатного пути подтверждает, что генерирование ХА!3РН тесно сопряжено с его использованием в восстановительных биосинтезах. Вопрос о регуляции неокислительной ветви пентозофосфатного пути до сих пор остается открытым.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
