Lenindzher Основы биохимии т.2 (1128696), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Гидролиз а(1 -+ 6)-связи в точке ветвления приводит к образованию одной молекулы ГУ-глюкозы н от- 458 ЧАСТЪ П. БИОЭНЕРГЕТИКА И МЕТАБОЛИЗМ крывает для действия гликоген-фосфорилазы новый участок цепи, состоящий из остатков глюкозы, соединенных а (!в -+ 4)-связями. Глюкозо-1-фосфат — конечньуй продукт реакции, катадизируемой гликоген-фосфорилазой (фосфорилазой крахмала), превращается в глюкозо-6-фосфат под действием фермента фосфоглюкодзупюзы. Этот фермент (он был выделен в чистом виде из многих источников) катализирует обратимую реакцию: Глюкозо-1-фосфат Глюкозо-6-фосфат 256о = — 1,74 ккал7моль.
еСНт О Н Н ОН Для действия фосфоглюкомутазы необходим в качестве кофактора глюкозо-1,6- днфоо)ат (рис. 15-10). Роль этого кофакторгя станет ясной, если учесть промежуточные этапы действия фермента. Из приведенной ниже последовательности реакций видно, что фермент пребывает попеременно в одной из двух форм -фосфорилированной н нефосфорилированной, или дефосфорилированной: Дефосфофермент + + Глюкозо-1,6-дифосфат Мйз В-фруктоза + АТР Фосфофермент + + Глюкозо-6-фосфат Рис 15-10. и.п-гкюкозо-!,б.дифосфкт - один из кофякторов, необходимых дия действия фосфогиюкомутизы.
Фосфофермент + + Глюкоза-1-фосфат Глюкозо-1,6-дифосфат + + Дефосфофермент Суммарное уравнение: Глюкозо-1-фосфат Глюкозо-6-фосфат Фосфоглюкомутаза примечательна и еше в одном отношении: этот фермент является представителем обширного класса ферментов, у которых в активном центре присутствует остаток серина„необходимый лля каталитической активности. Именно этот остаток перина участвует во взаимодействии с глюкозо-1,6- дифосфатом - его гидроксильная группа этернфицируется фосфорной кислотой. Ферменты серинового класса (рис. 9-12), к которым принадлежит и фосфоглюкомутаза, необратимо ингибируются некоторыми органическими фосфатами, такими, как, например, диизопропилфторфосфат.
При этом ингибиторы взаимодействуют с гидроксильной группой упомянутого остатка серина, в результате чего образуется фосфорилированное производное фермента, лишенное каталитической активности (рис. 9-10). 15.9. В гликолиз могут вовлекатьси и другие простые сахара В животном организме гликолиэу подвергается не только глюкоза, но и другие мопосахариды, которые после соответствующих превращений тоже могут расщепляться и высвобождать заключенную в них энергию (рис. 15-3). 75-8)руктозп, присутствующая в свободном виде во многих фруктах и образующаяся в тонком кишечнике из саха- розы (называемой также тростниковым илн свекловичным сахаром), может фосфорилироваться в присутствии гексокиназы, которая действует на большое число различных гексоз: Мвз+ гз-фруктозо-6-фоофат + АВР + Н+ Таков главный путь включения фруктозы в гликолиз в мышечной ткани и в почках.
ГЛ. 15. ГЛИКОЛИЗ-ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ПУТЬ КАТАБОЛИЗМА 1ЛЮКОЗЫ 459 ь,:Вс 1 сн, — Π— Та=:В(н а В 3 ОН НΠ— СН мх АТР + В-галактоза — --— ОН Н мх* — — ь ВнпэпаКтОЗО-1-фОСфат + + АВР+ Н' Рис. 15-11. а-О-фруктово-1-фосфаэ — нроыену- тоэиыя нролукт на нутн нрев1ыгаении фрукто- зы в ганнеральлегнлфосфат. Мвэ В-фруктоза + АТР— мх*. — В-фруктозо-1-фосфат + + АВР + Н+. В-фруктозо-1-фосфат В-глицеральдегид + + Дигндроксиацетонфосфат. Мхэ В-глнцеральдегид + АТР + АВР + Н'.
В печени, олнако, для этого существует другой путь. Присутствующая здесь фруктокнназа катализирует фосфорилирование фруктозы не по б-му, а по 1-му атому углерода (рис. 15-11): Затем под действием альдолазы фрукто- зо-1-фосфат расщепляется с образова- нием В-глицеральдегнда и дигидроксиа- петонфосфата: Дигилроксиацетонфосфат является, как известно, одним из промежуточных продуктов гликолиза, превращающимся в глицеральдегид-3-фосфат. Другой продукт изображенной вьппе реакции, Г1-глнцеральдегнд, фосфорилнруется под действием фермента нэриозокиназы за счет АТР, что также приводит к глицеральдегид-3-фосфату; Мяэ — В-глнцеральлегид-3-фосфат + Таким образом, в печени из молекулы В-фруктозы образуются две молекулы глнперальдегил-З-фосф ага.
В-галактоза, образующаяся в результате гидролиза дисахарнда лакгозы (молочного сахара) сначала фосфорнлируется по 1-му атому углерода пол лействием фермента галакглоииназы эа счет АТР: Продукт этой реакции, В-галактозо-1- фосфат, превращается в свой С -эпимер, т.е. в В-глюкозо-1-фосфат.Превращение осуществляется в несколько этапов (рис. 15-12). В этих реакциях принимает участие уридинлнфосфат (()ВР), функционирующий в качестве переносчика гексоэных групп наподобие кофермента.
В печени человека галактозо-1-фосфат взаимодействует с (Л)Р-глюкозой, что приводит к образонанию 1Л)Р-В-1 алактозы и глюкозо-1-фосфата. Зту реакцию катализирует фермент НВРглзокоза: и-В-галактозо-1-фосфат уридилилтрансфе)хгза. Остаток галвктозы в молекуле ВВР-В-галактозы претерпенает затем катализируемую ферментом () ВРглюкоза-эпимеразой (рис. 15-12) эпимеризапню при 4-м углеродпом атоме, в результате чего образуется )ГАВР-В-глюкоза. ()Врглюкоза-пирофосфорилаза катализирует расщепление )ЛЭР-гэтюкозы с образованием В-глюкозо-1-фосфата, который под действием фосфоглюкомутазы превращается в глюкозо-б-фосфат. Зта последовательносп реакпий ответственна ие только за превращение В-галактозы в В-глюкозу; она же используется и для обратного пропесса-для синтеза В-галактозы в молочных железах (где В-галакгоза необходима для образования лактозы, нли молочного сахара). Важная роль ()ВР в качестве переносчика гликозильных групп выявлена благодаря работам аргентинского биохимика Луиса Лелуара.
Позже мы познакомимся с другими метаболнческими путями. гле промежуточными продуктами служат также СВР-производные сахаров. При одной из самых обычных форм такого врожденного нарушения обмена, ЧАСТЫ1. БИОЗНЕР$ ЕТИКА И МЕТАБОХ!ИЭМ 0-гилаьтсэи СН,ОН н О !! с нн сн ! (! Атр Галактокииаэа Апр О ! Π— Р— Π— Р— (! О О— ОФ Ъ с п-гциктоэо.1.фосфот (!ОР глюкоза Глюкоэо.
1-фосфат 00Ртазььтоза 00Ргдюкоза! и 0- гвлвктозо.1 фогфат уридилилтрансферазв Он ОН ! (СПРглюкоза. бчА01 СН,ОН О нх сн (! с сн н НΠΠ— Р— Π— Р— ! О О— 1'ПР глюкоза глюке кьб фо( Фа. Ь ОН Он Полная последовательность рсалций СН,ОН РР, 00рглкжозаПтр '! пироФосфорилаза п-глюкозе-1.ф~ ф, Рис. 15-1Х Л. Путь превращения О-галактозы в О.глюкозу. Б. Более подробное изображение П Орглюкоэа -4-зпимераэиой реакции (на рис. А этот этап выдслсн рамкой), НАО, который необходим ферменту, катализирующему взаимопревращение 1ЛЭР-глюкоэы и ПОР-галактоэы, ~в-видимому, принимает цва водорода от четвертого углеродного атома остатгл глюкозы, а затем возвращает их с образованием эпимера по четвертому а~ему ус лерсцч.
Недостаточность фермента ПОРглюкозк: а-О-галактоэо-1-бю сбит-у рядил нлтран сфер азы обусловлявает галактоэемию насеедствснное заболеваняе человека, проявляющееся в раннем детстве. Поскольку превращение галактозы в глюкозу при этом нарушено, тнлактоза и галвктоэо-1-бюсфат„образующиеся при переваривании зжкщэы, накапливаются в тканях, вызывая повреждения мозщ и печен», а также помутнение хрусталика (катаракту!. Свободны галактоза обнаруживается в значительных количествах также н в крови.
Одна нз более легких форм галактоэемни вызывается недостаточностью галактокинаэы. Роелщы, катплизируьльы !10Р глюкоза-4-чпим~ Павой как галактоземия, в организме человека вследствие генетической аномалии отсутствует фермент ПВРглюкоза: и-П-галактозо-1-фосфат уридилилтрансфераза. Преврашение П-галактозы в В-глюкозу оказывается в таком случае невозможным. Из-за нарушения способности организма метаболизировать П-галактозу и В-галактозо-1-фосфат зти соединения накапливаются в крови и в тканях. При этом печень и неко~орые другие органы увеличиваются, ухудшается зрение из-за помутнения хрусталика (катаракта) и задерживается умственное развитие.
Поскольку главным источником В-галцктозы служит лактоза молока, зто врожденное нарушение обмена проявляется в детском возрасте. Проявления галактоземии могут быть су1цестценно смягчены, если устранить из рациона мо- Гл. !х ГликОлиз-центРАльный путь кАтАБОлизмА ГлюкОзы 46! локо и молочные продукты. Другие формы галактоземии наблюдаются при генетических аномалиях, обусловливающих недостаточносп галактокиназы или )ЛЭРглюкоза-4-эпимеразы. В-манноза, которая образуется прн переваривании различных полисахарид 5в и глнкопротеинов, содержащихся в пище, фосфорилируется по положению 6 под действием фермента гексокнназы! мя ° )З-манноза + АТР— мк*. — В-маннозо-6-фосфат + + АПР + Н Затем фосфоманноиэомераза каталиэирует изомеризацию В-маннозо-6-фосфата с образованием В-фруктозо-6-фосфата, который принадлежит к числу промежуточных продуктов глнколиза: )З-маннозо-6-фосфат В-фруктозо-6- фосфат.
На рис. 15-8 изображены все эти пути, по которым различные сахара направляются на центральный гликолитический путь. 15.1б. Дисахариды должны предварвтшльио подвергнуться гидролизу до моиосахарндов Дисахариды сами по себе не способны включаться в гликолиз. Если, например, ввести их непосредственно в кровь, то они не будут утилизироваться. Для того чтобы организм мог использовать содержащиеся в пище дисахариды, они должны сначала подвергнуться ферментативному гидролизу в клетках, выстилаюших тонкий кишечник, т.е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
