Д.Г. Кнорре, С.Д. Мызина - Биологическая химия (1128707), страница 88
Текст из файла (страница 88)
Фосфорилированне фруктово-6-фосфята до фруктово-!,б-дифосфата, китализируемое 6-фосфофруктокнназой: НОСН;~-СНОН-СНОН-СНОН-СН Ороз + ррр Або (!2!(. 14! 03РОСН2-~(-СНОН-СНОН СНОН-СНзороз + РР Або 2- 0 4. Распад фруктово-!,б-днфосфата на глнцеряльдегнд-3-фоефат и дигндрокснацетонфосфат, каталнзируемый фрунтозодш1>осфят альдолазой: 0 РОСН-~ — СНОН СНОН СНОН СН ОРО озросн2 снгон + с-Снон-сн оро нГ 2 3 5.
Изомеризация дигнд!заксиацетонфосфата в глнцерачьдегид-З-фосфат, катвлизируемая триоэофосфиш изожсроэой: ' о,рон,с-~-сн,он = О~с снон сн ороНс г з козы, то эта реакция обеспечивает постенснное преврягцснне всего дкгндроксиацетонфосфата в глицеральдегид-З-фосфят, 6. Окисление глицержгьдегад-3-фоефятя до 1,3-дп4юсфаглнцерятя, катализируемое глинсролъдсгид-д-фосфиял дсшдрогекаыосн Процесс происходит через нрамсгкуточное абразоюшие тноэфнря между акнсляемой альдегнднай группой и 611-группой остатка цнстенна, входящего в активный центр фермента, Эта связь затем подвергается фасфаролнзу неорганическим фосфатом с регенерацией актшшога центр» н образованием смешаннага ангидрида 3-фосфоглицериновой и фосфорной кислот: Е-ВН + С вЂ” СНОН вЂ” СН ОРО + НА О Нс 2 3 Е-8-С-СНОН-СНгороз + Нроо Е-$Н + 203РО-С-СНОН-СН ОРО 2 3 7. Перенос фасфата с 1,3-дпфасл(юглицератя на ЛДФ с аб(зязовяншелг молекулы АТФ, катализируемый фосфаглнцерат канавой (шюванне дана в соответствии с обратной реакцией); Озро-С-СНОН-СНгороз + РР-Ас(о я=ж: 3 (2Ш.
1У! ООС-СНОН вЂ” СН20РО + РРР-Аба 8. Изомеризяцня 3-фосфаглшнрятя в 2-фосфоиишсрят, киталнзнруелгая фосфоглицерат лгутазай. 2- -ООС-СНОН-СН,ОРО, (!2(( 2д) 1 ОРО', 9. Дегидратация 2-фосфоглицерята, каталнзнруемая сиолазой и приводящая к образованию сильного макроэрга — фосфоеналнпрувятя: 10.
Перенос фосфата ат фосфоенолннруяята аа АДс!> с образованном еще одной „ молекулы АТФ, катализнруемый иируоииг злшоэой (и ювяние дино в соотиет- сн,он-снон-снон-снон-снон-с~ (Я)).гг) С РРР-Авв -АН з'ОзРОСНз СНОН СНОН СНОН СНОН Скз(4 в ОзРОСНР-СН ОН-СН ОН-СНОН-С-СН,ОН .ОрОСН,-СНОН-СНОН-СНОН-Св-СН ОР% ( 2! м НАО цпв 1 -МАО Н (а2) РРР-А М(«2 о Росн, -снон-соо («21 СН,ОН-СН-СОО- (а21 ! ОРО, з1 йч п/и Реакция сзбе нсДж/моль СНх С СОО (а21 ! ОРОз -16,74 е1,67 -!4,23 РА.АН (*2 +23,85 РРР-Адв(а 2 СНРС-СОО о +7,53 + 6,28 7 8 9 16 348 -!8,83 +4,6 + 1,67 -31,38 ООС-С=СН2+ РР-Ас(о ООС-С вЂ” СНз+ РРР Ас(о () РО', В табл.
8.3 даны терлсодипамнческие характеристики всех перечисленных стадий гликолиза. В виде схемы процесс представлен па рнс. 99. Прежде чем просуммировать эти уравнения, следует обратить вппыаппе иа то обстоятельство, что на первых стадиях гликолиза расходуется две макроэргические связи в молекулах Л'1'Ф для превращения глюкозы в глюкозо-б-фосфат и фруктово-б-фосфата во фруктово-!,б-дпфосфат, 1!а последусоссспх стадиях в расчете на одну исходную молекулу глюкозы две молекулы ЛДср фосфорилируются в реакции (Ч111.19) и две в реакции (У(11.
18). Таким образом, итогом является превращение двух молекул АДФ и двух молекул ортофосфата в две молекулы АТФ. С учетом этого суммарное уравнение следует записать в виде С Н,20з + 2МАО + 2РР-Ас(о + 2НРО4 2СНзСОСОО + 2йАО*Н + 2Н + 2РРР-Ас(о(+ 2Н20) Если вести отсчет от глюкозо-б-фосфата, то уравнение примет вид С(с-бР + 2йАО + ЗРР-Ас(о + 2НР04 (д5). Щ 2СН СОСОО + 2йАО'Н + 2Н + ЗРРР-Ас(о(+2Н20) Дальнейшие событии развиваются в одном из трех направлений. В аэробных условиях происходит окислительное декарбоксилирование ппрувата в соответствии со схемой, описанной в 2 4.1 для окитлительного декарбоксилирования а кетокислот. В данном случае оно протекает в комплексе пз трех ферментов, называемом пируватдегидрогеназным комплексом.
Итогом этого процесса является Т а б л и ц а 8.3, Термодинамические характеристики снмсия гликолиза Глюкоза + ЛТФ -в Глюкозе-б-фосфат + ЛДФ + И' Глюкозо-6-фосфат Фруктозоа) фосфат Фруктозо 6-фосфат + АТФ -а Фруктово-1,б-дпфосфат + +АДФ +И' Фруктово-1,б-дпфосфат -в Гл>щеральзссгпд-3-фосфат + + Диоксиацстонфосс!ыт Диокснацетонфосс!хат Глнцеральдегид-З.фосфат Глицсральдегид-3-фосфат + Хдйч)з)с 1,3-Дифосфоглиц еат + ХАРИ + И' 1,3-Дифосфогзссзцерат + ЛДФ 3-Фосфоглпцерат + ЛТФ З.Фосфоглицерат 2-Фосфоглнцсрат 2-Фосфоглицерат Фосс!юенолпнруват + И 0 Фосфоенолппруват + ЛДФ + И' -в Пнрунат + АТФ РО Осн СНОН С~~ в ~ СНРОН С СНРОРОз О с! Н-С-ОРО*; (а2) Рис. 99. Схема гликолиза (превращение глюкозы в дье молекулы пирувата) номера соатвесссвуюч стадиям, приведенным в тексте, цпэ — цепь пвреаоса ззектронов.
зигз«гам згюзначваа вся сумма мяогсммывяных превращении, испояьзчющнх мьарозргм сесаую связь Атак ("2) — отмечены молекулы, представленные дывхды в расчесе на одну мозеачлч глюкозы !>и'1 СН ССОО + МАО'Н вЂ” В СН СНОНСОО + МАО+ з ( ИР.7А) декарбоксилирование нирувата и связывание ац<тильнога остатка с коферм том А: + Сод-ВН + СН>ССОО + МАΠ— Сод-бСОСН + СО + МАО.Н 3 з з (АН).2>7 Отдельные стадии этого процесса описаны я 1 4.1 и 4.2.
В анаэробных условиях для разв<ггия процесса необходима регенерация <л(АП>, Это происходит двумл путями. Один из иих — восстановлшше накапливающил<ся ПАЮ.Н самого пирувата с помощью фермента»ока<и>э> де<идро<енизл<, катализирующей реакцию Из иоследнега уравнения следует, что с учетом ЛТФ, образующт ася ири акислении ПАП.П в цепи переноса электр<ища, превращение молекулы глюкозы в два ацетильных фрагмента, связанных с кофермеитам А, або<начинает образование 14 молекул АТФ. Если гликолиэ начинается ие с глюкозы, я с гликаге~а или крахмала, то нервой стадией процесса является <)юс<(>аралия иола<ахар>гдя с образованием глюкоза-1-фосфата (сы.
А 4.2), за которым следует изомеризяция, приводящая к образованию глюкоза-б-фасфатн (см. 1 4.5),' !!осле этого яшиочяется вся последующая цепочка превращений. Ври этом ия введение в гш,сазу игряога остатка фосфорной кислоты АТП> це расходуотся.
Следовательно я этом <лучае биозиергетический итог яиаэрабиого процесса сост<шит три молекулы Л'!'Ф, а яэробн ого — 15. Второй путь — декарбоксилирование пирувата с образованием СО н ацетгмэьдегида и восстановление паоле,1него до этацола, катализируемые соответственно инруватдекарбоксилазой и алкогольдегидрогеиазой: ын'> снзссоо снзсно + со з ()25<. 77/ СНзСНО + МАО Н + Н СНзСНЗОН + МАО ()ПА<. 2()) Эти процессы иазыва<ат саответстве>шо .ио»омяокислыж и сниртоомж бро>ссяис>и.
Оба они широко нсноль>уются в пищевой промышленности. Молочиокислое брожение осуществляется различными молочнокислымц бактериями, спиртовое бр ажен не — дрожжам и. Молочнокислое н спиртовое брожение — основные источники обеспечения энергией указанных микроорганизмов в аияэробных условнлх. Из приведенной схемы следует, что на каждую молекулу глюкозы, превращенную в две молекулы молочной кислоты или зтаноля, фосфорилируется две молекулы ЛТФ.
Таким образом, биоэнергетнческим итогом анаэробного глнколиза является образование двух макроэргических связей на одну деградировя~иу<о молекулу глюкозы. В азробных условиях, когда регеиеряцил МАП' ярон<ходит в результате окисления ПАП.Н кислородом в цепи переноса электронов, к этому скромному итогу сразу добавляется еще шесть молекул ЛТФ, образующихся в результате окиглительного фосфорилнравания двух молекул ПАП.Н.
Столько же молекул ЛТФ образуется в результате появления еще двух молекул ПАП.П нрн функционировании пируватдегидрогеназного комплекса. С учетом сопутствующего фосфорили роваиия ЛДФ стехиометрическне уравнения для трех вариантов гликолиза мо но записать в виде сбнцоб + 2РР-А<(о + 2нроя- 2снзснонсоон + 2РРР— А<(о нпппмнпмнсппе брпменне СбНцоб + 2 РР-Або + 2НРОе 2СН>СН>ОН + 2СОЗ+ 2РРР-А<(о спер>пепе брпненме СбНйоб + АМАО + 2СоА-5Н + 2НРО4 + 2РР-А<(о 2соА-эсоснз+ 2СОз + АМАО Н + 2РРР-Аба ееопбнме <мнмппн> В.З.
ОКИСЛЕНИЕ ЗКИ!>н!>!Х КИСЛОТ Наряду с окислениел< углеводов валиным биозиергетическил< процессом является окисление жир<<ых кислот. Остатки жирных шцэют длиной до 1в углеродных атомов входят в состав жиров, которые яялтотся важным энергетическим резервом живых организмов, и в <астав яя,кнгйших фосфолииидов, из которых построены миогочисленньи мембраны. >Кириыг кшлаты обргыуются нри гидра- лизе сложназфи!эных связей хмш соедин<я<ай т<утрикл<точяылш линя>яма и фосфолипазали< или аналот<чиылн< ферментами я ин<цгяярит<тьиам тракте высших организлюв. У эукярнот окислщше л,ирных кислот краи<.кадит иреимуи<ественно в митохоидрияльнам матриксе. Все стадии окнслителы<ой деструкц<и<»а<рных кис.<от иратекшат с аш<льиыми остатками, свлзаинымц тиоэфирной сяязыа < кофермеитам А.
Эт<гм процессам предшествует обрязовяшн яцилкофгрмт<тя А г<.> .мирной кислоты и коферлгеитя А, происходящее сопряженно с ряс<цен>шишам. ЛТФ да Л<ИФ и кгаргг<иическаго яирофосфата, н кятшчизуруг<юе гни<э<-(ог! тигг<тязай («<<э<<и~газа<< жирных к<клот): СОА-Вн + СНз(СНЗ-СНЗ)„СОО + РРР-А<(О (2))7. Л) СоА-зсо1СН -СН )„СН>+ РР1 + Р-А<(о Из цитоплазмы в митохаи>цэиялг,иый л<ятриы',ы<риьк кис.к>ты и яцилкоф<рл<ент А непосредственно не нроиш<ают и ц)эезо»,рэ«ельне иреяряи<ягатся в соответствующие ацильные производные (119) киряятинн (! 18) оо р< акции, катал<<><цэуемой кирнитии: ицнл-(ол->э>)л<ясфериэо« (для длинных ц<чкй): + С'А бсо (СНЗ-СНЗ)» СН,+ (СН,),М-СН,СНСН, СОО-— Н 1)В (6)).,٠— СОА ЯН+ [Снз)зн-СНЗСНСНЗСОО- осо (сн,-сн,)„сн, )(У С помощью такого же ферл<еитя а мят1н<ш< <~о<лги иере<и ч< н<ш яцилнарнитииол< внутренней митохондрияльной мел<бракы яро<и ходит обратный перепас ациль- Сеа-ВСО'СН,СН)з)СН,СНН,СН, Сеа м~ сыэи, — Г (ЕР-АДЛ свд- l СеА-ВСО (СН,С))СН,СН,) Сн зи! 3 зв в о, Сед-ВСО(СН Сиз!!Сизаи 4СН СоА-ЗСО-СН;СНг-(СН;СН )„,СНэ + СаЯ (437.