Osnovy_biokhimii_Nelson_i_Kokh_tom_3 (1123315), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Поток метабол итов по пути гликолича в значительной степени определяется активностью РЕК-1. 2. а) 1,4 10 " М; б) Физиологическая концентрация (0,023 мМ) в 16 000 раз выше равновесной концентрации. Данная реакция в клетках нс достигает равновесия. Многие реакции в клетках далеки от равновесия. 3. Котла нет кислорода, потребности в АТР удовлетворяются путем анаэробного метаболизма глюкозы (ферментации до лактата). Поскольку при аэроб ном окислении глкжозы образуется намного болыпе АТР, чем при брожении, для образования того же количества АТР требуется меньше глюкозы. [3 > к [ приложение Б 4.
а) Фермент имеет два центра связывания АТР— активный и регуляторный. Связывание АТР в регуляторном це>зтре ингибирует РГК-1, снижая 1'„„„„или повышая Кл, для связывания АТР в активном центре. б) В условиях избьцка АТР поток метаболитов по пути гликолиза замедляется. в) График показывает, что повышение концентрации АРР подавляет ингибирование пол действием АТР. Поскольку пул адениновых нуклеотидов почти постоянен, потребление АТР вызывает повышение концентрации АРР.
Данные показывают, по активность РГК-! может регулироваться соопюшенисм )АТРЦАРР). 5. При рН 7,0 фосфатная группа глюкоза-6-фосфата пол цостькз ион изи рована, в результате чего молекула в целом приобретает отрицательный заряд. Поскольку мембраны обью но непроницаемы для заряженных молекул, глюкоза-6-фосфат пе может проходить из крови в клетки и, следовательно, не может включаться в гликолиз н использоваться лля синтеза АТР.
(По этой жс причине фосфорилированная глюкоза не может выйти из клетки.) 6. а) В мышцах распад гликогена в пропессе гликолиза поставляет клеткам энергию (в форме АТР). Гликогенфосфорилаза катализирует превращение запасенного гликогена в глюкозо-1-фосфат, который превращается в промежуточный продукт гликолиза глюкозо-6-фосфат. При активной физической нагрузке скелетным мьпцпам требуется болыпе глюкоза-6-фосфата. В печени: распад гликогсна поддерживает постоянный уровень глк>козы крови между приемами пищи (глкжозо- 6-фосфат превращается в свободную глюкозу), б) В активно работающих мышцах потребность в АТР очень высока, так что глюкоза-1-фосфат должен образовываться быстро, чем и объясняется большое значение ~'„и„.
7. а) [Р,Иглюкозо-1-фосфат) = 3,3/1; б) и в) Величина этого отношения в клетке (> 100: 1) указывает, что конце>зтрация глюкоза-1-фосфата намного ниже равновесного значения. Скорость удаления глюкоза-1-фосфата (путсм включения в гликолиз) выше скорости его образования (в реакции гликогенфосфорилазы), так что поток мстаболитов направлен от гликогена к образованию глюкоза-1- фосфата. Реакция глнкогенфосфорилазы, вероятно, является регуляторной стадией в процессе расщепления гликогена. 8. а) Повысится; б) понизится; в) повысится 9.
В покое; [АТР] — высокая; [АМР) — низкая; [ацетил-СоА] и [нитрат] — промежуточная. При бегстве: [АТР[ — промежуточная; [АМР) — вы- сокая; [ацетил-СоА) и [цитрат] — низкая. Во время спрн>жа при анаэробном гликолизе поток глюкозы усиливается по следующил> причинам: (1) ннгибированис гликогснфосфорилазы и РГК-1 под действием АТР частично снимается; (2) АМР стимулирует оба фермента; (3) при снижении концентрации нитрата и ацетил-СоА ослабляется их ингибирующее действие по отношению к РГК-1 и пиру ватки пазе соответственно. 10. Перелетные птицы эффективно используют анаэробное окисление жиров (в отличие от бегущего кролика, использующего анаэробный метаболизм глюкозы). Птицы берегут мышечный гликогсн для экстренных случаев, когда внезапно может потребоваться значительный расход энергии.
11. Случай й е, 3; случай 2; в, 3; случай 3: 3,4; случай 4: г, 6. 12. а) (1) Жировая ткань: синтез жирных кислот замедляется. (2) Мышцы: гликолиз, синтез жирных кислот и синтез гликогена замедляются. (3) Печень; гликолиз ускоряется, глюконеогснез, синтез гликогена и синтез жирных кислот замедляются; пснтозофосфатпый цикл происходит без изменений. б) (1) Жировая ткань и (3) печень: синтез жирных кислот замедляется, поскольку недостаток инсулина приводит к инактивации ацетил- СоА-карбоксилазы, первого фермента па пути синтеза жирных кислот. Синтез гликогена ингибируется сАМР-зависнмым фосфорилированием гликогснсннтазы. (2) Мышцы; гликолиз замедляется, поскольку СШТ4 нсактивен, что делает невозможным захват глюкозы. (3) Печень; гликолиз замедляется, поскольку бифункциональная РГК-2/ГВРаза-2 переходит в форму с активной ГВРазой-2, в резулыатс чего снижается ко>щентрация фруктово-2,6-бисфосфата — аллостерического активатора фосфофруктокиназы и ингибитора ГВРазы-1.
Это также вносит вкчад в гтимуляци>о глюкопеогепсза. 13. а) Повышснныи; б) повышенный; в) повлннснный 14. а) РКА не может активироваться в ответ па сигнал глюкагона или адреналина, и гликогенфосфорилаза остается неактивной, б) РР1 остается активной и дефосфорилирует гликогснсинтазу (тем самым активируя ее) и гликогенфосфорилазу (тем самым ингибируя ее). в) Фосфорилаза остается фосфорилировнной (активной), усиливая расщепление гликогена. г) Глюконеогенсз пс стимулируется при низком уровне глюкозы крови, так что при голодании уровень глюкозы крови падает до опасно низкой величины.
15. Падение концентрации глюкозы в крови вызывает высвобождение глюкагона поджелудочной желе- Краткие решения задач н ответы на вопросы ~3>з~ зой. В печени глюкагон активирует гликогснфосфорилазу через стимуляцию ее сАМР-зависимого фосфорилирования и стимулирует глюконеогенез путем снижения концентрации фруктово-2,6- бисфосфата, таким образом стимулируя ГВРазу-1. 16.
а) Снижение способности мобилизовать гликоген; снижение уровня глюкозы крови между приемами пищи. б) Снижение способности организма понижать уровень глюкозы крови после употребления в пищу ую>сводов; повышение уровня глюкозы крови. в) Снижение концентрации фруктово-2,6- бисфосфата в печени, стимуляция гликолиза и ни тиби рован ив глюкопсогенеза. г) Снижение концентрации фруктово-2,6-бисфосфата, стимуляция глюконеогенеза и ингибирование гликолиза. д) Усиление захвата жирных кислот и глюкозы и усиленное окисление этих веществ. е) Активизация превращения пирувата в ацетил-СоА и ускорение синтеза жирных кислот.
17. а) Учитывая, что кажная частица гликогена содержит около 55 000 остатков глюкозы, экви валс>>тная концентрация глюкозы составляет 55000 0,01мкМ = 550 мМ (0,55 М). При такой концентрации растворенного вещества в клетке было бы очень высокое осмотичсс'кое давление (жндкости тела характсризу>отея намного более низкой осмолярн<>стьЮ.
б) Чем меньше разветвлений, тем меныпе у полимера свободных коннов, доступных для действия гликогенфосфорилш>ы, н тем ниже скорость высвобождения глн>козы. Если полимер линейный (не имеет разветвлений), фосфорилеаа может действовать всего лишь в одном положении. в) На внешней поверхности частицы так много остатков гл>оковы, что ферменту трудно подойти к расщепляемой связи, г) В каждом следующем ряду число цепей удваивается: ряд 1 содержит одну цепь (2в = 1), рял 2 — две (2' = 2), ряд 3— четыре (2' = 4) и т.
и, Таким образом, в случае ряда г число цепей Ск в самом верхнем ряду 2' '. д) Общее число цепей 2в+ 2'+ 2>+ ...2' ' -2' — 1. Каждая цепь содержит 8, звеньев глюкозы, так что общее число Ст звеньев глюкозы д,(21 — 1). е) Из цепи длиной 8, гликогенфосфорилаза может высвободить все остатки глюкозы, кроме четырех. Таким образом, из кажной цепи верхнего ряда фермент может высвободить (8, — 4) остатков глюкозы. Поскольку в верхнем ряду имеется 2' ' цепей, число молекул глюкозы Срт, которые может высвободить фермент, (8, — 4)2' '.
ж) Объем сферы равен ггзшгз, где г — это толщина одного ряда, умноженная на число рялов, т. е. (0,128, + 0,35)г нм. Таким образом, $; = 4>>зштз(0,128, + 0,35)з нмз. з) Алгебраическим нутем можно показать, что значение 8„при котором достигается максимальное значение 7, не зависит отг. Пуста > = 3: с„с, с р, 7 О>пимальнос значение 8, (соответствующее максимуму)) равно 13. В природе значение 8, варьирует от 12 до 14, что соответствует значениям Г, которые очень близки к оптимуму. Если выбрать другое значение г, значения будут отличаться, но оптимальным по-прежнему останется 8, = 13.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
