Biokhimia_cheloveka_Marri_tom_1 (1123306), страница 63
Текст из файла (страница 63)
Гидролиз 6-фосфоглюко- вых кислот. Недостаточность ряда ферментов пентозофосфатного пути является причиной гемолиза эритроцнтов. Например, одна нз форм гемолитической анемии обусловлена недостаточностью глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы. На земле живет около 100 миллионов людей с генетически обусловленным пониженным уровнем глюкозо-6-фосфатдепщрогеназы; этот фермент представлен нзоформами с различной ак.гивностью. Эти формы могут быть выявлены с помощью электрофореза илн других методов.
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РЕАКЦИЙ Ферменты пентозофосфатного пути локализованы во виемитохоидуиальиом пространстве клетки— в цитозоле. Как н в процессе гликолиза, окисление осуществляется путем дегидрогенирования, однако акцептором водорода в этом случае служит не 1ЧАВ, а ХАОР. Последовательность реакций пути можно разделить на две фазы: окислительную и неокислительную. В реакциях первой фазы глюкозо-6-фосфат дегидрогенируется и декарбокснлнруется с образованием рнбулозо-5-фосфата. В ходе второй фазы рнбулозо-5-фосфат превращается снова в глюкозо- 6-фосфат в результате серии реакций, в которых главную роль играют два фермента: траискетолаза и трапсальдолаза (рис. 20.5).
Неокислительнаи фаза Образовавшийся рибулозо-5-фосфат служит субстратом для двух различных ферментов. Рибулозо- 5-фосфат-3-зиимеваза изменяет конфигурацию молекулы у атома углерода 3:образуется эпимер— ксилулозо-5-фосфат, т.е. другая кетопентоза. Рнбозо-5-фосфаткетоизомераза превращает рнбулозо- 5-фосфат в соответствующую альдопентозу — рибозо-5-фосфат.
Траискетолаза переносит двухуглеродную группу, включающую 1-й и 2-й атомы углерода кетозы. на альдегидный углерод альдозного сахара. Происходит, следовательно, превращение кетосахара в альдозу, содержащую на два атома углерода меньше, и одновременное превращение альдосахара в кетозу, содержащую на два атома углерода больше. Коферментом реакции является тиамнниднфосфат (в его состав входит тиамии — витамин группы В), для ее протекания необходимы ионы Мй!'.
Переносимая двухуглеродная группа является, вероятно, гликоальдегидом, связанным с тиаминдифосфатом, т.е. «активным гликольальдегидом». Транскетолаза катализирует перенос двухуглеродной группы с ксилулозо-5-фосфата на рнбозо-5-фосфат с образованием Г,оокооеогенез и оеВВтозофоефатиый пуо1ь семи углер одной кето зы седогептулозо-7-фосфата и альдозы глицеральдегид-3-фосфата. Эти два продукта далее вступают в следующую реакцию, называемую трансальдолазной. Трансальделаза осуществляет перенос трехуглеродного фрагмента, «активного дигидроксиацетона» (атомы углерода 1 — 3), с кетозы седогептулозо-7-фосфата на альдозу глицеральдегид-3-фосфат; в результате образуются кегоза фруктозо-6-фосфат и четырехутлеродная альдоза эритрозо-4-фосфат. о и Л!АОРН+ Н ' С 2' В н-с-он 1 но-с- н Л!АОР н,о Ме', Мп2 ил!В Со' ! н-с-он ! 1 н-с ! Сн,-а-® б-Фосфоглюконолак тон М 222 ' Са' Л!АОРН +Н' СОО 1 СНОН 11 С- ОН н-С-Он ! н-с-он ! Сн,-а-® Ендиольнеи форме сн он н-С-Он 1 с=о С=О ! ! -С -ОН 'ь=.~ — Н- С-ОН ! ВГ -С-Он Н- С-ОН СОВ 1 Сн,-О-® СН О -СР) Рибулозо~ фосфат З.Кето-б фосфоглюконет РИБУЛ030-б-ФОСФАТ- 3-ЭПИМЕРАЗА 'СН,ОН 'Сто 0-"С -Н Н-*С вЂ” ОН "СН,— О -СР) б.фосфат Н-С-ОН Н В~ н -С-Он В Н вЂ” С-ОН 0 Н -С вЂ” -~ Ксилулозо- 1 СНВ-О-ВР2 Рибозо-б фосфет ма СИ НТЕТАЗА Н-С-0-® -® 1~ н-С-Он ! Н-С-ОН 0 Н-С вЂ” 2 1 СН,-О-ОР РЯРР догептулозо-?-фосфет ЕВ " Н-"С О В" Н-"С-ОН В "Сн,-О-ОР Глицеральдегид-Зчфосфат Рис.
29.5. Пситозофосфатиый путь. Ое — [- РО,' ); РКРР- — 5-фосфорибозил-1-пирофосфВ!т. но-с-н 1Ъ н-с-он ~ В но-с- н 1' н-с-он ! 1 н-с ! сн,— о- ® Р-О.Глюкозо-б фосфет Следующая реакция снова катали зируется транскетолазой. В этой реакции ксилулозо-5-фосфат служит донором «активного гликоальдегнда».
Роль акцептора выполняет образовавшийся ранее эритрозо-4-фосфат. Продуктами зтай реакции являются фруктозо-6-фосфат н глицеральдепщ-З-фосфат. Полное окисление глюкозы до молекулы СО, по пентозофосфатному пути возможно лишь в том случае, если в ткани присутствуют ферменты, превращающие глицеральдегнд-3-фосфат в глюкозо- СОО 1 н-с-он ! О-С-н 1 н-С-Он ! н-С-Он 1 СН,- О -СР'В 8-Фосфоглюконет Л!АОР ' 'СН,ОН 1 С 0 В но-С=н Н-С-ОН В Н-С-ОН В н-С-Он сн -'о-® 202 н-'с =о н "с он ! "СН,-О-ОР Глицеральдегид-3-фосфат н-с=о В н-с -он 1 н-с — Он $ СН -Π— СР) Эритрозо-4-фосфет сн Он ! С~О ! но-с -н 1 н-с-он $ н-с-он 3 СНх -Π— ДР сн,он е С=о но-с — н ! н -с-Он 3 СН -0 — (Р) Ксилулозо-б-фосфат н-с=о Ф Фруктозо-6-фосфат н-С-Он 1 сне-о- ® Глицеральдегид-3-фосфат Рве. 20.5. (прололженне).
Пентозофосфатный путь. 6-фосфат. В их число входят ферменты гликолитического пути, катализируюшие протекание реакций в обратном направлении, а также фермент глюконеогенеза фруктозо-1,6-бисфосфатаза. Весь метаболический путь представлен на рис. 20.6. Пентозофосфатный путь существенно отличается от гликолиза. Окисление осуществляется на первой стадии. и в нем участвует не )чАь), как в гликолизе, а ХАБР; одним,из продуктов пентозофосфатного пути является СО„который в реакциях гликолиза не образуется. Наконец, пентозофосфатный путь не генерирует АТР. Значение метаболического пути для различных тканей можно оценить по его активности. Пентозофосфатный путь активно протекает в печени, жировой ткани, коре надпочечников, щитовидной железе. эритроцитах, семенниках и в молочных железах в период лактации; он неактивен в нелактирующей сн,он Ф ОС-О но-с-н $ н-с-он 1 н -с-он 3 н-с-он 1 сн,-о-® Седогелтулозо-7-фосфат МЕТАБОЛИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПЕНТОЗОФОСФАТНОГО ПУТИ Сравнение с гликолизом Образование восстановительных эквивалентов сн,он ! ОС=О 1 но-'С -н н-с-он 1 нс он ! СН,-О- Р, Фруктозо-б-фосфет молочной железе и малоактивен в скелетных мышцах.
Все ткани, в которых активность данного пути высока, используют в реакциях восстановительного синтеза ХАОРН, например в реакциях синтеза жирных кислот, стероидов, аминокислот (с участием глутаматдегидрогеназы) или восстановленного глутатиона в эритроцитах. Вероятно, в условиях активного липогенеза или при наличии любой системы, утилизируюшей МАь)РН, возрастает активная деградация глюкозы по пентозофосфатному пути в связи с увеличением отношения КАОР: ХАОРН. В условиях, которые возникают после приема пищи, может индуцироваться синтез глюкозо-б-фосфатдегидроген азы и 6-фосфоглюконатдегидрогена. Образование рибозы Пентозофосфатный путь поставляет рибозу для синтеза нуклеотидов и нуклеиновых кислот (рис. 20.5). Источником рибозы является интермедиат рибозо-5-фосфат, который в реакции с АТР образует РКРР, используемый в биосинтезе нуклеотидов (см.
гл. 35). Мышечная ткань содержит очень малые количества глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы и 6- фосфоглюконатдегидрогеназы. Тем не менее скелетная мышца способна синтезировать рибозу. Вероятно, это осуществляется при обращении неокнслите- Глюконеогенеэ и пентозофоо4атный нута Глюкозо-в.фосфат Глюкозо-6 Фосфат Глюкозе-6-Фосфат с св св МАОР МАОР МАОР+ МАОРН+ Н+ МАОРН+ Н+ МАОРН+ Н 6-Фосфоглюконат 6-фосфоглюконат 6-фосфоглюконат Св МАОР+ СВ МАОР МАОР +.Н МАОРН+ Н МАОРН+ Н+ св Са 3-ЭПИМ Е РАЗ А 3-ЭПИМЕРАЗА Ксилулозо-5-Фосфат Рибозо-6-Фосфат Ксилулозо-б.фосфат фруктово.6-фосфат Глицераладагиа-3-фосфат Сз АЛЬДОЛАЗА С.в Г о-6-ф афат Св Рис.
20.б. Схема потока метаболитов пеитозофосфатиого пути и их связи с гликолизом. со Ривулозо-6-ф рефат Глюкозе-в.фосфат св сог Рибулозо-$-Фосфат сО2 Рибулозо-5-фосфат 1/2 Фруктозо-1,6-бисфосфат Св 1 ~2 фруктозо.б.фосфат св 1(2 Глюкозо-в.фосфат Св льной фазы пентозофосфатного пути, утнлизирую- щей фруктозо-6-фосфат. Таким образом, синтез ри- бозы может осуществляться в ткани, если в ней проте- кает часть реакции нентозофосфатпого иутн. КЛИНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ Пентозофосфатный путь в эритроцитах поставляет ИАВРН для восстановления окисленного глутатиона ГΠ— Б — Б — О) в восстановленный глутатион (2Π— БН), эта реакция катализнруется глутатнонредуктазой.
Восстановленный глутатион разрушает в эрнтроцитах Н,О, в ходе реакции, катализируемой глутатионнероксндазой: Π— Б — Б — б+ ХАОРН+ Н'- 2Π— БН+ ИА!3Р+ Гдутатионродуатата 2(з — БН+ Н,О, С вЂ” Б — Б — О+2Н,О Гаутатиои- нироас идат а Синан Эта реакция имеет важное значение, так как накопление Н,О, может сократить время жизни эритроцитов Гпутем повышения скорости окисления гемоглобина в метгемоглобин). Было показано, что существует обратное соотношение между активностью глюкоза-б-фосфатдегндрогеиазы н резистентностыо эритроцитов. У некоторых групп людей зарегистрирована мугация, вызывающая недостаточность этого фермента; следствием мутацпи является нарушение образования ХАЕ)РН, что приводит к гемолизу эритроцитов после приема пациентами препаратов, денствующих как окснданты,— антималярийного средства примахина, аспирина, сульфаниламндов; те же последствия вызывает у некоторых людей употребление в пищу бобов (Р7сга ГаЬа), Определение активности транскетолазы в крови позволяет судить о степени недостаточности тиамина.
Единственное заболевание, прн котором наблюдается повышение ее активности,— пернициозная анемия. ЛИТЕРАТУРА ГГгеЬв 0..4. О1псопеояепев!в, Ргос. В. Зос. вопд. 1В!пЦ, 19б4, 159, 545. ЕауттГаи вт.Я.. ИЪтттГ Н.С. Т!уе репюве сус!е 1п апппа1 Вввиев: Еу!т!епсе Гог йе с!авв1са! апд ака!пв! !!уе „$.-гуре" ран !пуау, Тгепдв В!ос!тепу. Бс!., 1983, 8, 292.
Ит!йаии Х Г. А спйса1 ехапппайпп оГ0те еии!епсе оГ йе геасйопв оГ !!те репюве раг!пуау !и апипа1 !!выев, Тгепдв В1ос!уегп. Яс1,, 1980, 5, 315. И'оо4 Т. Т!те Репюве Раг1пиау, Асадепт!с-Ргевв, 1985. Глава 2Х Метаболизм наиболее важных гексоз Питер Мейес ВВЕДЕНИЕ БИОМЕДИЦИНСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПУТЬ УРОНОВЫХ КИСЛОТ Среди гексоз, абсорбируем ых в желудочно- кишечном тракте, преобладают глюкоза, фруктоза и галактоза.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
