Biokhimia_cheloveka_Marri_tom_1 (1123306), страница 57
Текст из файла (страница 57)
Эта реакция обеспечивает адекватные концентрации оксалоацетата при его конденсации с ацетил-СоА. Если концентрация ацетил-СоА увеличивается, он действует как аллостерический активатор пируваткарбоксилазы, ускоряя образование оксалоацетата. Лактат, являющийся важным субстратом глюконеогенеза, вступает в цикл после превращения сначала в пнруват, а затем в оксалоацетат. В реакциях, катализируемых трансаминазами, пиру ват образуется из аланина, оксалоацетат — из аспартата и и-кетоглутарат — из глутамата. Вследствие обратимости этих реакций цикл может служить источником углеродных скелетов при синтезе заменимых аминокислот. Например: Аспартат + Пируват е- — Оксалоацетат + Алании, Глутамат + Пируват — -е а-Кетоглутарат + Алании. Определенный вклад в глюконеогенез вносят и другие аминокислоты„поскольку после дезаминирования или переаминирования их углеродный скелет полностью или частично включается в цикл.
Примерами служат аланин, цистеин, глицин„гидроксипролин, серин, треонин и триптофан, из которых образуется пируват; аргинин, гистидин, глутамнн и пролин, из которых образуется глутамат и далее икетоглутарат; изолейцин,метионин и валин,из которых образуется сукцинил-СоА; из тирозина и фенилаланина образуется фумарат (рис. 17.7). Вещества, образующие пируват, либо полностью окисляются до СО, по пируватдегидрогеназному пути, ведущему к образованию ацетил-СоА, либо следуют по пути глюконеогенеза с образованием оксалоацетата в результате карбоксилирования. Цикл лимонной киелотак каглиболизм ацетмт-СоА Гилроксипропин ктат тв 1 д „„Пю~ щ <м Пиру ФосФоенолпируват- ) каре т карбоксикинаэа ~ сил о Ф ~У | Транс амина Аспарат Иаолеацин Метионин Валин П ропионат Глутамат Рис.
17.7. Участие цикла лимонной кислоты в процессах переаминирования н глюконеогенеза. Жирными стрелками вы- делен главный путь глюконеогенеза. Жирные кислоты Г П,рд... атил-СоА Оксалоацетат АТР-цитрат- лиааа Цитрат Рис. 17Я. Участие цикла лимонной кислоты в синтезе жирных кислот из глюкозы. См. также рис. 23.9. Серии Цистеин Треонин Гпицин Гистилин Пролин Глута мин Аргинин ач~ с~ а-Кетоглугарат ао !80 Для жвачных животных особое значение имеет превращение пропионата (главного глюкогенного продукта процесса брожения, происходящего в рубце) в сукцинил-СоА по пути, идущему через образование метилмалонил-СоА (см.
рис. 20.2). Синтез жирных кислот (рис. 17.8) Ацетил-СоА„образующийся из пирувата прн действии пируватдегидрогеназы, служит главным строительным блоком при синтезе длинноцепочечных жирных кислот у млекопитающих (исключением являются жвачные животные, у которых ацетил-СоА образуется непосредственно из ацетата). Поскольку пируватдегидрогеназа является митохондриальным ферментом, а ферменты синтеза жирных кислот локализованы вне митохондрий, клетки должны осуществлять транспорт ацетил-СоА через непроницаемую для него митохондриальную мембрану.
яТранспорт» осуществляется следующим образом: ацетил-СоА вступает в цикл лимонной кислоты, где участвует в образовании цитрата; последний транспортируется из митохондрии и в цитозоле снова превращается в ацетил-СоА в результате реак- ции, катализируемой ферментом АТР-цитратлиазой. Цитрат + АТР + СоА — Ацетил-Соа + Оксалоацетат + АГЗР + Ре Регуляция цикла лимонной кислоты Этот вопрос будет обсуждаться в гл. 22. ЛИТЕРАТУРА Воуег Р. г). ГегЦ ТЬс Есугаев. Згд сд., Асаг)ст(с Ргсвв, 1971. 6оосЬг!и Т.
Н'. ГеИ.) ТЬе МегаЬойс Ко1св оГ Сага!с, Асаг)ет(с Ргевв, 1968. бгег!Ве С.,О. Чо(. 1„р. 297. (и: СагЬоЬуг)гаге Ме!аЬо!гвт апд 1гв В1вогс(сгв, Р!с)сепв Р., Капг)!е Р.Я., %Ъс1ап %.3. (едв), Асаг(еппс Ргевв. 1968. Г оаелвгет .Г.М. Чо). 1, р. 146. 1и' МсгаЬойс РагЪваув, Зп1 ед., ОгсиЬсг8 О. М..(сг).), Аскет(с Ргсвв, !967. Г.оаепвгегп.г, М.
(ег).) Сйпс АсЫ Сус)е: Сои!го! апг) Сотраптси(айоп, ОсИсег, 1969. Г.овепвге!и Х М. (ег(.~ Сйпс АсЫ Сус1е„ЧоЕ 13. !п: МсгЬог)в «и Еихуто1о8у. Асас)ет1с Ргсвв, 1969. Ягеге Р.,4. ТЬе спхуто1оау оГ гЪе Гоггпабои а иг( Ъгеа(о)ом и оГ сига!с, Ас!ч, Епауто!.. 1975. 43, 57. Глава 18 Гликолиз и окисление пирувата Пипер Мейее ВВЕДЕНИЕ ГЛИКОЛИТИЧЕСКИЙ ПУТЬ Анпэробиый гликолиз БИОМЕДИЦИНСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ Минимальные потребности в глюкозе имеют все ткани, но у некоторых из них (напрнмер, тканей мозга, эритроцнтов) эти потребности весьма значительны.
Гликолиз — это главный путь утилизации глюкозы; он протекает во всех клетках. Это уникальный путь, поскольку он может использовать кислород. если последний доступен (аэробные условия)„но может протекать и в отсутствие кислорода (анаэробные условия). Гликолиз — это не только г.лавный путь метаболизма глюкозы, ведутций к образованию ацетил- СоА и его окислению в цикле лимонной кислоты, но также н главный путь метаболизма фруктозы и галактозы, поступающих с пищей Особенно важна в биомедицинском отношении способность глнколиза к образованшо АТР в отсутствие кислорода; это позволяет поддерживать интенсивную работу скелетной мышцы в условиях недостаточной эффективности аэробного окисления; ткани с повышенной гликолитической активностью способны сохранять активность в периоды кислородно~ о голодания.
В то же время в сердечной мышце. адаптированной к работе в аэробных условиях. возможности осуществления гликолиза ограниченны. она тяжело переносит нарушение кровоснабжения (ишемию). Известно несколько болезней, Обусловленных недостаточной активностью ферментов гликолнза (например, пируваткнназы); при этих состояниях наблюдается гемолнтическая анемия. В быстро растущих раковых клетках гликолиз идет со скоростью, значительно превышающей возможнасти цикла лимонной кислоты.
В результате образование пирувата превосходит его потребление. Это в свою очередь приводит к образованию избытка лактата и к локальному повышению кислотности в опухолевой ткани; эта особенность метаболизма иногда используется в терапии некоторых форм опухолей. Содержание молоч- ной кислоты повышается также при недостаточной активности пируватдегидрогеназы.
Уже на ранних этапах изучения метаболизма углеводов было установлено„что процесс брожения в дрожжах во многом сходен с распадом гликшена в мышце. Исследования гликолитического пути проводили именно на этих двух системах. При изучении биохимических изменений в ходе мышечного сокращения было установлено, что при функционировании мышцы в анаэробной (бескислородной) среде происходит исчезновение гликогепа и появление пирувата и лактата в качестве главных конечных продуктов. Если затем обеспечить поступление кислорода, наблюдается «аэробное восстановление»: образуется гликоген, и исчезают пируват и лактат.
При работе мышцы в аэробных условиях накопления лактата не происходит, а пируват окисляется далее. превращаясь в СО, и Н,О. В результате этих наблюдений утвердилось разделение метаболизма углеводов на анаэробную и аэробную фазы. Однако это разделение носит условный характер, так как реакции гликолиза в присутствии кислорода и в его отсутствие одни и те же,— различия касаются лишь их скорости и конечных продуктов.
При недостатке кислорода реокисление АРАОН, образовавшегося из 1ЧАО в ходе гликолиза, осуществляется путем сопряжения с восстановлением пирувата в лактат; образовавшийся при этом 1ЧА В обеспечивает дальнейшее протекание реакций тли кол иза (рис. 18.1). Таким образом, гликолиз может идти в анаэробных условиях, но за это приходится расплачиваться, получая меньшее количество энергии на моль утилизированной глюкозы. Следовательно, для производства данного количества энергии путем глпколиза при аиаэробиых условиях требуются большие количества глюкозы, чем при аэробпых.
битором гексокиназы: Глюкоза са Гликоган «са«л мяз ' а-0-Глкжоза + АТР— а-0-Глюкозо-6-фосфат + АОР. Гак созофосфат с 1 РиозоФосфат мз — = — — триозофосфат сз з Пи Пактат сз Рве. 18.1. Общая схема гликолиза. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЕ СТАДИИ ГЛИ КОЛ ИЗА Суммарное уравнение гликолиза, завершающегося образованием лактата, следующее: Глюкоза + 2АРР+ 2Р, — 2Ь-Лактггг + 2АТР+ 2Н,О. Все ферменты гликолитического пути (рис. 18.2) находятся во внемитохондриальной растворимой клеточной фракции (цитозоле). Они катализируют реакции превращения глюкозы в пируват и лактат, которые протекают в следующей последовательности. Гликолитический путь превращения глюкозы начинается с ее фосфорнлирования в глюкозо- 6-фосфат.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
