Д.Г. Кнорре, С.Д. Мызина - Биологическая химия (1128707), страница 93
Текст из файла (страница 93)
итогом перестроек углеродного скелета является образование расчете на 30 углеродных атомов двух молекул рпбозо-5-фосфата и четырех молекул ксилулозо-5-фосфата. Оба зги пегпхгзос!госфата изомеризуются с образованием шести лголекул рггбулозо-5-фосфата с помощью двух ггзолгераз — рибоэо- ! фосфора иэолгераэлг и рибу.гоэофосфаггг-э'-эггигиертгэлг (см.
! 4 5). Регенерация завершается переносом остатка фосфорной кислоты от А'1'Ф па рибулозо-5-фосфат, катализируемым фосфорибулохкгшэой: Н О СН ОН СН ОН Н-С-ОН 1 НО-С вЂ” Н ! Н-С-ОН ~ Н вЂ” С-О Н ! !в! 1 Н-С вЂ” ОН Н-С вЂ” ОН Н-С-ОН 1 2- ! ! СН2ОРОз СН2О Роз СН2ОРО2 !а ! терр-айо СН ОРО 2 Сми3 ! Н-С-ОН ! Н-С-ОН ! СН ОРОз» 370 СН ОН 1 С=О' НО-С-Н )гб — "' н+ Он + Н-С-ОН н-С-он 1нгОРО~ СН, ОРО', С-О но-с-н ! н-с-он н-с-он ! СН2 ОРО тр ЗРС, | ,и 2РС,г„ $ г— О!е-ОР мч ПОЛИСАХАРИДЫ г — — — — -г 105 йолкл Кальвина) в упрогиенгюи символике; л — число нглегоакых атомов, Хсг — кетова, ам — яллаотя, ж — кгтсг~ мтя кислота; ггифры каа стрелками оеозкячякгт число регтгггрнктизггх мо- лекул Вся совокупность процессов, представленная реакцией (1Х.!), ироцсссялш, изображенными на рис.
104 (за исключением изомеризоцшг фрукгтэзо-0-фосфатя в глюкозо-б-фосфат), и реакциями (1Х.2) — (11.5), и;мыкается циллила lтггнглоигга. Полное стехиометрическое уравнение цикла 1(югьвиия в расчете ня поглощение шести молекул 002 записывается в виде 6СО2 + 12ЙАОР Н + 18РРР-Ас1о 1'1Х б) СбН,20б+ 18РР-Ас1о + 18НРОе +12МАОР )(ХОР Н расходуется в единственной во всем цшсле окпслительио-восстановительной реакции — восстановлении 1,3-дифосфоглпцерата. Расходуется 12 молекул АТФ на фосфорилирование 3-фосфоглггглерглта и 0 по фосфорнлироваиие рибулозо-5-фосфата. В упрощенной для наглядности силгволгисс полная схема цикла Кальвина представлена нк рис.
105. Уравнение (1Х.б) предполагает, что весь фиксггронкнный Сот используется для создания новых молекул гексоз и далее полисахаргглов. 1!рактически часть образующихся углеводов используется для других биосиггтетпч«ских нужд раститель- 371 иых клеток. В частности, рпбозо-»-с)юефат части шо расходуется па синтез новых молекул нуклеотидов. Этот и глиогочислеипыг другио ироцессы, связшшые с расходованием компоиеитов цикла Кальвина, могут ироисходить только за счет уменьшения количества Накапливающихся токсов, так как полиал регенерация рибулозо-1,5-дифосфата является Необходимым условием фуикциопироваиил цикла. У животных синтез сахаров из Сбг и эц»угих одиоуглородиых и двууглеродпых предшественников отсутствует. Существует, однако, механизм, позволяющий осуществлять синтез моиосахаридов и последусощее превра»цеиие их в полисахариды из трехуглеродиых фрагмеитов — учагншков пшколпза и четырехуглеродиых фрагментов — участников ц»~кла трикарбоповь»х шшлот. Этот пугь реализуется в условиях деф»»сс»гга углеводов а продуктах витания и ирп пгошчни друп»х компонентов, способных слу»кить источником трех- и чсгырехуглеродиых фрагмеитов.
Такими компоиеитами могут, в ч»сстпост»ь слу»кить пскоторые ампиокислоты, иалример аллпип, превраистощпйся в ре»»к»с»ш перел»ии»и)»ова»с»»л в лируват (см. З 4.2 и 9.4), и аспартат, иреврлщающийся»»р~» с»ереа»»ипиро»»ас»ш» в оксалоацетат. Биосинтез моиослхаридоа из ппрувати называют снс»око»сеосе»сезона.
Первой стадией глюкоиеогеиеза является превршцспие ш»руаата в фосфоенолпируват. Как видно из табл. 8.3, непосредственный перенос ос»аткл фосфориой кислоты от АТФ иа пируват тер»»оди»»а»с»»чес»с»~ по выго:ши Поэтому образоваиие фосфоеиолпирувата из ш»рувата про»»схогси» после»»рсчсн»»~»отель»»ого карбосссилирования пирувата га реаьшш (19 44) в рсзультшт»»рсч»р»си»гни»» ООС СН -СО-СОО + РРР-Ас(О СН =С вЂ” СОО + РР-Ас1о + СО 2 г орог /)Х 7) Таким образом, иа образование фосфоеиолпирувата из пирувата затрачиваются две макроэргические связи — одна иа карбоксплироваиие пирувата, катализируемое пируват карбоксилазой, и одна иа фосфорилироваиие оксаг»оацетата, сопровождающеесл декнрбоксилироваиием, которое катал»шируется фосфоеиолпируоат карбоксикииазои.
Дальнейшие стадии глюкопеогеиеза»»»»ляются обращением гликолиза, за исклсочеиием превращения фруктозо-!,б-дифосфата во фруктово-б-фосфит, которое, как и в цикле Кальвина, ироисходит путем гидролис»л фосфоэфпрпой связи. В итоге полное стехиометрическое уравнение глюкопсоггиел» мо»кпо записать в виде чиваег протекание как гликолиза, так и глюкоиеогеиеза с отрицательным значеиием с)»бв, которое в первом случае составллег -56,3 кДж/моль, а во втором— 35,2 кДж/моль.
В тех случалх, когда у животных осиовиым источником для обеспечения энергией и углеродсодержащими фрагментами для различиых биосиптетических целей являются гексозы и построенные из гексоз полимеры, необходимо образоваиие пеитоз для синтеза нуклеотидов. Это осуществляется с помощью следующей цепочки превращеиий 1. Окисление глюкозо-6-фосфата до глюкоиолактоиа, катализируемое слюкоэоб-фосфат дешдросеиазой: СН»ОРО» СН» ОРО» НО ОН + НАОР+ ОН О + МАОР Н НО ОН ОН СОО- Н-С-ОН н,о — но-с-н 1 Н-С-ОН 1 Н-С-ОН ) СН2 ОРО2 СН»ОРО» )~л~н) н ОН 3.
Соцровождающеесл декарбоксилировшшем окисление б-фосфогл»окоивта, приводящее к образованию рибулозо-5-фосфата: н-С-Ои СОО ~Н»ОН С=О т — ОН Н- -ОН »- СН»ОРО» ~~0 И-С-ОИ 1 но-с-и Н-С-ОН н-с-он СН ОРО» + НЯОР— н + СО»+НЯОР'Н /слм) н- -он Н ОРО 2, Гидрол»сз 6-фосфоглюкоиолактона до б-фосфоглюкопата, катализируемый слюкоиолактоиазой: 2СНгСОСОО + 2НАО Н + 6РРР Ас(О + 2Н О /с,'Г. б) — ОСс-6Р + 6РР-Ас)о + 5НРО +2МАО Сравнение с уравиеииел» (1111.24) для гликолпза показывает, что иа образоваиие глюкозо-6-фосфата из пщ»увата расходуется шесть биозиергетических эквивалеитов в расчете иа одну молекулу гл»оковы, в то время как превращение одной молекулы г»(сокозо-б.л)»осфата в две молекулы пирувата при гликолизе приводит к образованию всего трех макрозргичоских свизей.
Эта разиица обеспе- 372 катализируемое фосфослюкоиат дешдросеааэой (декарбоксилируюисей). 4. Изомеризация рибулозо-5-фосфата с образовшшем рябово-5-с)юсфата, катализируемая рибозофосфвт изомеразой, В ходе превращеиия глюкозо-б-фосфата в рибозо-5-с)юсфат восстапавлившотсл две молекулы НАПР', что ири регенерации их окислением молекулярным кислородом в цепи переноса электронов приводит к фосфорилировапию шести молекул АДФ. Таким образом, в расчете иа шесть окислеийых в этом ироцессе атомов углерода может образоваться 36 молекул Л'1'Ф, что лишь иа две молекулы меньше, чем при полном сгорании одной молекулы глюкозы при гликолпзе и в пос- 373 ледующем цикле трикарбоновых кислот.
Поэтому процесс мо'кет ггметь и бпоэнергетическое значение. Однако если описанные реакции обеспечпвагот бпоэнергетику живой системы, то для эффективного пспользовагшя глюкозы необходима дальнейшая утилизация пакаплпвагощнхся пептозофосфатов. Это достигается их превращением в гексозы путем перестройки углеродного скелета, в основном являющейся обращением перестройки гексоз в пептозы в цикле Кальвина. Схема превращений углеродного скелета могкет быть записана в виде С'" + Сг'г — л Сгы + Сгзг С'"' + Сгзг — л Сгсп + С«г Сгаг + Сглг -ч Сгю .1.
Сгэг Сгз' -~ 1/2сгаг Новой по сравнениго с реакциями цикла Кальвина является лишь вторая перестройка, катализируемая ферментом траисаллдалаэай: ! + И вЂ” С вЂ” Он ! Сн. Оров седогептулоэо- 7-фосфат глицеральдегид- 3-фосфат эритроэг» 4-фосфат Для первой, равно как и для третьей стадии необходим ксплулозо-5-фосфат, который, как и в цикле Кальвина, находится в равповесгш с рпбулозо-5-фосфатом в результате действил фермента рнбулозо — 5-фосфат 3-эпнмеразы. Первая н третья реакции, участвующие в перекопструггровашш углеродного скелета, протекают по обращеннылг ураггнеппялг (1Х.4) и (1Х.2), а последили представляет собой уже многократно упоминавшуюся эльдольпую конденсацию глнцеральдегид-3- фосфата и дигидрокспацсгонфосфата, приводящую к образованию фруктово-1,6- дифосфата, Образовавшийся фруктово-1,6-дпфосфат гндролнзуется фруктово-' !' дифосфатазой до фруктоэо-6-фосфата.
В результате нз трех молекул пентозофосфатов образуется две с половиной молекулы фруктово-б-фосфата, которые после г, изомеризации в глюкозо-6-г)юсфат возвращаются в шгкл и снова подвергаются окислению и декарбоксилпрованню. Живая природа чрезвычайно богата разщгчпьмщ олпго- и полпсахаридам Несмотря на это многообразие могкно сформулировать некоторые достаточп общие принципы биосинтеза полимерных сахарогг. Прежде всего зто участие п 374 СН ОН ! С=-ч) ! НО-С вЂ” Н ! Н-С-Он ! С-С вЂ” ОН ! С-С-401 ! СнгОРоэ 0 И вЂ” '~- и — г — гл Хййпйййэййййпй ! И вЂ” С вЂ” 401 СН эОРОэ СНзон ! С=-О ! + ИΠ— С вЂ” И (1Х. 12) И-С Он ! и-С вЂ” Он ! СоэОРОэ" э фруктозо- 6-фосфат стадии образования олигомеров и полимеров нуклеозиддифосфатсахаров.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
