Д.Г. Кнорре, С.Д. Мызина - Биологическая химия (1128707), страница 89
Текст из файла (страница 89)
эв) няо н цпз мяо' эвве-я л —— СЕД-ЗСО(СНзСНОИ,')СН,СН,),СН, СоА-ЗСО-СН вЂ” СН-(СНг-СНг), СНэ НгО (42)7. Уд) Содбн + СаА-ЗСОСН-СО-)СН -СН ) г (НГ УУ) ного остатка на кофермент 4 и начинается цепочна превращеш(й, пр(лводящая к ступенчатой деградации углеводородной цепи. Казкдый цикл такой деградации приводит к укорочению цепи на два углеродных атома и состоит из следующих стадий: 1. Дегидрирование апэ-метилеповых групп с помощью фермента ацил-СоА дегидрогепазы. Фермент представляет собой флавапротеид, который, получив электроны (атомы Н) от ацильного остатка, передает их с помощью промежуточного переносчика, также флавопрозеида (см.
э 8.5), на кофермент Ц, т.е. в цепь переноса электронов. Поэтому суммарное уравнение реакции, катализпруемой ач)илкоу)ерл(ент 4 дешдрпп казей, имеет вид СоА-ЗСО-СН=СН-(СН;СН,)„,СНэ + СаЯН, В митохоэщриях имеется всего три ацилкофермент А дегндрогеназы, специфичные к ацильным остаткам разной длины — коротким (4 — б атомов С), средним (8 — )2 атомов С) и длинным (8 — 18 атомов С). Поскольку с кофермента 0 электроны переносятся на кислород через колшлексы 1П и 1У, то биозпергетическим итогом одного акта дегидрировапия а,д-метиленовых групп является' фосфорилирование двух молекул АДФ с образованием двух молекул АТ(Р.
2. Ги ата и др ц я двойной связи, образовавшейся на предыдущей стадии, которая катализируется споил-СоА шдратвзой: (И7.зз) СоД-ЗСОСН -СНОН-)СН -СН ) СН г гк( э 3. Окисление гидроксиэруппы до кетогруппы с помощью )ч)АО+, катзлизируемое 3-видроксиацил-СоА де(идрп(енпзей: Сад-ЗСОСНг СНОН-(СН -СН ) СНэ + МАО С А-ЗСОСН-СО-(СН СН )„(СН + МАО Н + Н 4. Перенос фрагмента СΠ— (СНг — СНг)~(СНэ на ЗН-группу новой молекулы кофермента А, катачизируемый 3-кетоацил-СоА тиолазпй: — СоАЗСОСНэ + Сад-ЗСО(СН -СН ) СН г гя( э Схема окисления двууглеродпого фрагмента СН СНг до связанного с коферментом А фрагмента СОСНэ представлена на рис.
100. Суммарное стехпометрическое уравнение для процессов ()(Ш.З4) — (У111.37) записывается в виде СоА-ЗСО-СН-СН-)СН вЂ” СН ) СН + СоА-ЗН + СоЯ + МАО + НгО СоА-ЗСО-(СН;СН,)„,СН, + СоД-ЗСОСН, + СаЯНг+ МАО Н + Н (А))7.УА/ О разовавшаяся молекулп ацилкофермепта 4 с укороченным на два атома Об 352 углерода ацильным фрагментом вступает в следующий цикл деградации.
П ацесс Р Рис. )00. ( Чв мя одного ццкчя пкиещитпчь и кпн дв струлцик Снгснг-группы жирнои кислоты После мыдпгп пякчп в емеяьщяетгя ля едппп к Н е . — цепь пе~енпья язвят ч ьвлы д~ ппцу. умеряцяя стадии спптветствует пряведеяяея в те в роков. В прямпвгплы<ые рзмяи зякчючеяы молекулы АТФ, обрязующив екс е я ь цепи перенеся зчеятрпяпв чря пюп чечин МАП Н я ьп -гргппя я прпдеяг ее и ев ю еяп р р ц я — остячек-('(Э(З(ч.
связяяяыи с япферл~еятпм А, взяты в продолжается до тех по з, пока и г е образуется ацетоацетилкофермент 4, при взаимодействии которого с молекулой С 4 б . 'о о разуются две молекулы ацегилкоферменч'а А: СаД-ЗСОСНгСОСНэ+ Сод-ЗН вЂ” гСоА-ЗСОСН, (Ы. У .3) С ч м у етом превращеш(й, претерпсвг(емых коферме "о. 0 ХАО', 'пт и и, полное уравнение для окислительпой я(градации о(талл(я >лир ай и кислоты с четным числом углеродных атомов можно зшшсать в впдс -5СО(СНг СН )„СНэ + кСоА ЗН + кСоЯ + МАО (х+1)СоА-ЗСОСНэ+кСоЯН + кМАО Н (А)0.46 Если окисление СоЦН и НАН.Н далее осуществляется в цепи псрепоса элект онов и соп о ров ждается окпелптельнь(м фосфорплпровя( (е, б ктрои и, та поэнсргети чески й г ' к атома да итог превращения одного ацпльпого остатка, содсржаще а (гп + 2) (х + 1) ацетильного остатка, состоит в образовании 5 я п к молекул ' .
Это еще не ( го татка ацетплко ерполный итог, поскольку дальнейшее сгорание ацетпльпог ос мента 4 до СОг и НгО СО соэровозкдастся дополпптельпыы запасанием зпе)згии (см. Если деграда ни па в ц д сргается ацпльцый остаток, сод(рзкнщий нечетное число атомов гле, ода, а а" т кжс прп дегра,(аппп некоторых амппокп(лот цепочка процессов завершается обрязовшшсм пропиоппл кофермента 4. В этом случке ппш Н ходит попяп»» СН»СОО "ООС, СН-СНОН вЂ” СОО + МАО с СН,СОО, ООС-СН-СО СОО + МАО'Н (И.41) (ВИ 4Я ООС-СН»-СНг СΠ— СОО + СО» Сод-$СО НСН> Сод-ЗСОСН» СН»СОО СОО- ()О)(,4г) ОУ!)). 44) 8.4.
цикл трикдрвоновых кислот СоА-5СОСН»СН»СОО + РР— Оно + НРО4 (агй 47) СоА-бН+ ООССН»СН»СОО + РРР— Онп ООС вЂ” СН -СНОН-СОО + МДО+ ( ц1!!. 44/ ООС-СН»-СО-СОО + МАО Н + Н путем присоединения молекулы СОп каталкзнруел<ого т>ронионил-СоЛ харбрцсила- арй и далее изомеризацин образовавшегося метнлмалоннлкофермента А в сукцн- нил-кофермент А при учасгин фермента метилмалонил-СоА мутазы: Сод-8СОСН»СН»+ СО, + РРР-дбо = Сод-8СО~НСН»+ РР-А<(о + НРО~ СОО- Кофактором последнего фермента является витамин В>г, содержащий кобальт (см. 4 з.6), Образующийся сукцинилкофермент А, как показано ниже, далее дегради- рует по общей схеме в цикле трикарбоповых кислот.
Полное сгорание как жирных кислот, так и углеводов требует окисления до СО» и воды ацетильного остатка, свлзанного с коферментом А. Сгорание происходит в системе реакций, называемых Чехле ц трихарбоцоомг цислрн> или по имени сформулировавшего его исследователя — циклом Кребсе. Эта система реакций начинаегся с присоединения ацетнльного остатка ацетплкофермента А к оксалоацетату (соль щавелевоуксусной нлн кегоянтарной кислоты) с образованием соли трикарбоновой лимонной кислоты — цнтрата, Далее цнтрат претерпевает ряд последовательных превращений, сопровождающихся двумя актами декарбоксилирования, т.е.
выделения СО», и в конечном итоге приводящих к регенерации оксалоацетата. Ниже перечислены все стадии цикла трикарбоновых кислот. 1. Взаимодействие ацетилкофермента А с оксалоацетатом, катализируемое ферментом цитратсннтазой, заключающеесл в присоединении атома С метильной группы ацетильного остатка к карбонильиому углероду оксалоацетата н одновременном гидролизе тиозфирной связи: СОО СОО 1 ! СоД-ОСОСН>+ С=О + Н О ООС-СН -С-ОН + Сод-ОН г (ца(4У> ~нг СН» СОО СОО 2. Изомеризация цитрата в изоцнтрат, каталнзнруел<ая ферментом аконитазой н проходящая через промежуточное образование аконитата путем дегидратации цнтрата и последующей гидратации аконитата с превращением его в изоцитрат: ЧН,СОО- ЧН,СОО -Оос+сь»,СОО- = -ООС-с=сн-СОО =-ООС-сн-СНОМ-СОО- (Аг)(.44) ОН цктрат акокктат цаацктрат 3.
Окисление гидроксигруппы изоцитрата до карбонильной группы с по- мо»цью )уАОт, сопровождакццесся злнмнн щней кнрбок<»<льной группы в (3-»»олежа нии к и к образовавшейся кетогруппс, »<нтк»нзпру<л»ос <<ар<»цц<рцн<дстнд»>о<слезе<к о -катогкутарат 4. Окислительное декарбокспл провал»»е о-кеуоглутнрата, катал пзпруемое о-кетоглутарат дегндрогеназой, входящей в состав аскетоглутарат дсспдрогепазного комплекса (сл». з 4.1), приводящее и образова»шю су».ц»шклкофсрмснта А и выделению второй молекулы СО: ООС-СН»-СН -СО-СОО + Сод-ЗН + МАО + Сод-$СОСН»СН»СОО + МАО'Н + СО» 5.
<Оосфори>»»>рова»»»»е ГД<1>, сонрнз<снное с »'»2<рооп<»оа» макрозргнческой тиоэфирной связи в сукцпннлкофсрмспт< А, ккгалнз>»руга<о< сясчнццкгСоЛ к<а<азой (образующей ГДФ) и приводящее к о< нобожд< ншо сукциннтн (фермент известен под пеудачныл» назваш»ем сукцннат т»»ок»пошы, тогда кцк к кнказам прш<нто н основном относить ферменты, каткчиш»руюною пер< нос ортофосфнтн)» 6. Превращение сукцината в фумарат, катализируемое сукцинат дегидрогеназой, входящей в состав комплекса 1! ц<чш пе!юною< эльз<тронов с кофсрнсптом !1 в качестве подвижного ак»<еп >ору< шк ктронон (<м. з' 8.5) ООССН СН СОО + Сей транс- ООССН=СНСОО + Сойн» 2 2 <. Гидратацпя двойной связи фу>нц>атн с образованном мнлатн (соль яблочной кислоты), катализнруол»ог фумнрцт >»»><рата<>ой: ООС-СН-СН-СОО + Н,Π— ООС-СН;СНОН-СОО ( Б)).
447 8. Окисление гндрокспгрунны малатн до кстогрукны, нрнноднщс< к р< г< нерации оксалоацетата, катали:шрусмое иалат де»идро»енаэой; Термодинамические характсристш<н отдельных стадий цикла трнкарб>оношых кислот приведены в табл. 8.4. В ниде схемы н»<кл нрс.ктццлгк нн р<»с.
101. В ходе цикла трцкарбононых кислот вос<тшшвлшшстсн до ХАО.П тр»< молокулы МАО', пара электронов посылается в комплексы 11 ! н 1У ц<чш н<1кноса влек» ронов через кофермент Ц и образуется одна >»акроэрг»» пскю» связь н молекуле 5% ~2 Т а б л и ц а 8пь термодинамические характеристики атдааьпых стадий цикла трикарбацавых кнсяат зЗбе ', кДм/кладь Реакция РА п7'и цпэ рр-яав СН,СОО Снсоо Енонсоо- оос-сном-сн,-соо- НАО+ цпэ с- НАО Н ГТФ. С учетом АТФ, образующихся в цепи переноса электронов при окислении ПА0 Н и Со()Н2, сгорание ацетильного остатка в цикле карбоновых кислот сопровождается образованием 11 молекул АТФ н одной ГТФ, т.е, образованием 12 макрозргическнх пнрофосфатпых связей (12 бнозпергетпческих эквивалентов).
Итоговое стехиометрнческое уравнение цикл» трпкарбоновых кислот можно записать в виде суъ 3 РРР-Ааа с Н2О ©о, сн,сооСн, $ СОСОО 1 !2)7. Рвр) ООС-СИ=Си-СОО Свя-ВН цпэ Окислительное фосфорнлпровапие происходит в сложной системе, состоящей из значительного числа ферментов н переносчиков электронов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
