Lenindzher Основы биохимии т.2 (1128696), страница 26
Текст из файла (страница 26)
должны расщепиться до тех гексозных единя!к из которых они состоят: Мальтоза + Мальтаза + Н,Π— В-~люкоза + + В-! люкоза Лакгоза + Лаьтьза + Н,Π— )З-галактоза + + В-г вокоза Сахароза + Сахарьэь + Н,Π— — В-фруктоза + + О-глюкоза Образовавшиеся простые сахара всасываются затем в кровь и поступают в печень, где они фосфорилируются и превращаются в промежуточные продукты гликолизв, как описано выше. Нелереноснмосн5ь м!Кн!озы (разд.
11.5 и 24.1,а) у некоторых групп населения !исключение в этом смысле составляют жители Северной Европы и некоторых районов Африки) связана с полным или частичным исчезновением у взрослых людей лактазной активности в клетках кишечного эпителия. У таких людей лактоза в кишечнике полностью не переваривается и не всасывается, что вызывает у них поносы. Проблема эта не слишком серьезна, поскольку в тех районах, где распространена непереносимость лактозы, взрослые люди не употребляют в пищу молока. Какой-либо связи между непереносимостью лактозы и галактоземией не обнаружено; непереносимосп лактозы встречается очень часто, тогда' как галактоземия †заболеван крайне редкое.
15Л1. ВовлечеЗше остатков глюкозы в процесс гликолиза регулируется Скорости главных катаболических реакций, обеспечивающих расщепление глюкозы и извлечение химической энергии в форме АТР, в каждый данный момент регулируются в соответствии с потребностями клетки в АТР независимо от того, как будет затем этот АТР использоваться — в биосинтетических реакциях, для активного переноса веществ или для механической работы в сократи- тельных структурах. Поскольку продукты расщепления глюкозы играют важную роль и в качестве прелшественников.
и как промежуточные продукты других метаболнческнх процессов, регуляторные ферменты катаболизма углеводов распознают также соответствующие сигналы других метаболических путей и отвечают на зти сигналы. Теперь мы ЧАСТЬ 1!. БИОЭНЕРГЕТИКА И МЕТАБОЛИЗМ познакомимся с теми регуляторными ферментами, которые регулируют скорость расщепления углеводов на гликолитическом пути. Рассмотрим прежде всего, как регулируется само вступление остатков глюкозы на путь гликолиэа.
Вовлечение глюкозных остатков в процесс гликолиза обеспечивают две важные реакции, и обе эти реакции контролируются регуляторными ферментами. Первая такая реакция -это катализируемое гексакииазай фосфорилирование свободной глюкозы в положении 6 за счет АТР. В некоторых тканях, например в скелетных мышцах, гексокиназа функционирует как аллостерический фермент и интибируется продуктом реакции глюкоза-б-фосфатом, как зто показано на рис. 15-13. Всякий раз, когда концентрация глюкоза-6-фосфата в клетке сильно возрастает, т.е.
когда он образуется быстрее, чем потребляется, наступает ингибированне — гексокиназа под действием глюкоза-6-фосфата вьпслючаегся и дальнейшего фосфорилирования глюкозы не происходит до тех пор, пока избьггок глюкоза-6-фосфата не будет использован. В печени, однако, преобладаег другой фермент-глюкокиназа, который не ингибируется глюкоза-6-фосфатом 1разд. 15.6,а). Поэтому в печени, способной хранить большие количества гликогена, избыточная глюкоза крови может фосфорилироваться с образованием глюкозо-б-фосфата, который затем через глюкоза-1-фосфат превращается в гликоген, т.е. в запасной полисахарид. При повышении концентрации глюкозы в крови гормон инсулин, выделяемый поджелудочной железой в кровь, стимулирует синтез глюкокиназы. При диабете и во время голодания глюкокиназная активность понижена.
Во второй реакции, поставляющей глюкозные остатки для процесса гликолиза, субстратом служит гликоген. Эта рщэкция катализируется гликаген-фосфорилазай, которая также представляет собой регуляторный фермент. Как в печени, так и в мышцах гликогеи-фосфорилаза занимает стратегически важную позицию между резервуаром топлива — гликогеном и гликолитической системой, на- Гликогеи )Фосфорилача Ь 1'люкоэа Шфь ~~ею Гексокииазчаф г фосфорилаза л -ГЬФ лтк' ~ ) р Фосфорилаза Ь Фоофофруктокиназа 1 Пи, АИРО Ф вЂ” -АТР и 1 1 ФДФ 1 илп' АРР 1 1 илов ') чятт- ! 2ФГ 1 Феп 1 ПнРУиаткнназа ~ .,чпу ! 1 жир е,===ф г 1 кислоты ! Атн 1 Пнруант 1 1 Ацртилсо А 1 1 1 нт1щт=-" Рис. 15-13, Мекаиюм, с помощью ноторото регулируется аключенне остаткоа глюкозы а процесс пмколиэа и расщепление ик на этом пути.
Регуляторное интнбнроаанне обозначено краснымн прерыанстымн стрелками, укаэыеающимя иа блокируемый этан!красная полоска поперек стрелки, покаэыкающей напраеление реакции!; ретулаторное стимулироеаиие обозначено красными жирнымн стрелкамн„параллельными стрелкам, покаэыиающим напраеление реакции.
П Ф вЂ” глюкозе-1-фосфат; ГЬФ— глюкозе.б.фосфат; ФЬФ- фруктоэо-6-фосфат; ФДФ вЂ” фруктоэо-!,б-лифосфат; ТФ вЂ” трноэофосяат; ЗФГ 3-фосфотлнцерат: 2Фà — 2-фосфоглицерат; ФЕП - фосфоеиолпируаат. значение которой состоит в использовании топлива. В скелетных мышцах этот фермент присутствует в двух формах †каталнтически активной фосфорилированной форме 1фасфарилаза а) и в значи- ГЛ. 15. ГЛИКОЛИЗ ЦЕНТРАЛЪНЫй ПУТЬ КАТАБОЛИЗМА ГЛЮКОЗЫ 463 Ее7 Фог.форнлазп и (активная форма! Фосфа'гвэи г „"' фо~яйорг1лаэы ЛНР нлн"ы фосфориллэы Ьовплеитнел ТР модификация Ш Л эяоотсрюи г кпн участки не эплолнгнм Фоо(юрилаза Ь (неактивная форма) скгевлонтная модификация ОН Он ( АМР Фог(юрил Ь (активная 4юрмп! АМР С вллогтеричпскилм учасгкамп связы~ ЛИР Рис.
!5-!4. Регуляния активности гликоген- фосфорилазы. Молекула этого фермента сос- тоит нз двух субъединип. В кажной из инх имеется важный длв каталитической активно- сти остаток серила. По гилроксильной группе этого остатка сернна обе субъединипы фермен- та фосфорилируются под действием киназы фосфорилазы, в результате чего образуется фосфорилаэа и.
Эта релклия стимулируется ионами Саэ". Дсфосфорилирование фосфорп- лазы и подавляется ионами Саг г и АМР. Фосфорилаэа Ь может активироваться также в результате нековалентного связывания АМР в алл стерических участках молекулы фермен- та. Конформаппонные изменения, которые пре. терпевает фермент, представлены здесь в схе- матическом виде. тельно менее активной дефосфорилированной форме (фосфирилази Ь). Фосфорилаза а была получена в кристаллическом виде (мол. масса 190000).
Ее молекулы состоят из двух идентичных субъединигь каждая иэ которых содержит сушественный для каталитической активности остаток серина в фосфорилированной форме (рис. 15-14). Скорость превращения структурных единиц гликогена в глюкозо-1-фосфат регулируется в мышцах соотношением активной фосфорилазы а и менее активной фосфорилаэы Ь. Взаимопревращения двух этих форм гликоген-фосфорилазы происходят под действием специфичных ферментов, катализирующих процесс ковалентной модификации (равд. 9.22) фосфорилазы. Фосфорилаэа а превращается в менее активную фосфорилазу Ь под действием фермента, называемого фасфаеазой фосфоралазы а; этот фермент, каталиэируя гидролитический разрыв связей, удаляет из молекулы фосфорилазы а фосфатные группы, необходимые для каталитической активности (рис.
15-14). Фосфорилаза Ь вновь превращается в активную фосфорилазу а под действием фермента, называемого киназай фасфорилазы Ь; он катализирует реакцию, в ходе которой АТР фосфорилирует остатки серина в активном центре молекулы фосфорилазы Ь, что и приводит к образованию фосфорилазы а. Таким образом, благодаря действию двух ферментов, фосфатазы фосфорилазы а и киназы фосфорилазы Ь, сгютношение активной фосфорилазы и и сравнительно мало активной фосфори- лазы Ь в клетке может изменяться.
В мышцах действует второй механизм регуляции гликоген-фосфорилазной активности.Фосфорилаза Ь, сравнительно мало активная форма, может становиться более активной в результате нековалентного связывания с аллостерическим модулятором этого фермента, которым является АМР; концентрация же АМР в мышцах возрастает по мере распада АТР в сократительных системах (рис.
15-14, см. также разд. 14.17). Акти- нации фосфорилазы Ь под действием АМР препятствует АТР, выступающий в роли отрицательного модулятора. Талим образом, активность фосфорилазы ЧАСТЬ П. БИОЭНЕРГЕТИКА И МЕТАЕОЛИЗМ Ь определяется соотношением АМР и АТР. В отличие от фосфорилазы Ь фосфорнлаза а не активируется АМР; поэтому фосфорилазу а называют иногда АМР-независимой формой, а фосфорилазу Ь вЂ” АМР-зависимой. Итак, есть два механизма регуляции.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
