Биохимия 2 (1984) (1128710), страница 26
Текст из файла (страница 26)
1974. Кесопяшшюп о1 ригр|е тетЬгапе тнйс|ея сага|утих |гйы-дпгеп рта|о» ир|аке апд адспоыпе |прЬоэрЬа|е 1оппайоп, | Вго| СЬспт., 249, 662-663. Млгьгй Р . 1976. Честна| сЬепгспгу апд йе пго|еси|аг пксЬашс оГ сЬетюыпо|к соир)гпй: ранет |гапяпвяоп Ьу ргойспу, Т'галя ВюсЬепэ. Бас. 4, 399-430. УогЬМс М.. 0!сто|о Н, Боне Х, Нос|о Н., Кевине У. 1977 Кесопв|нипоп оГ |Ьеппок|аЫе АТРаке сараЫе о( епегйу соир1тй Нопэ Ья рипйед яиЬип1в, Ргос. Наг.
Асад. Бс|., 74, 936-940. Бки1асьсг Ч Р. (Скулаев В. П.!. 1977.ТгапятетЬгапе е1ес|госьеписа| Н -рогепца! ах а соптегпЫе епегйу тоигсе Гог йе йыпй се11. ЕЕВБ (Еед Еиг. Вюсьет. Бос.) 1.ец, 74, 1-9 аргу? К.. |К|сот О., Ре|япеп 6., Егин|ее Г.. А!гейш В. 1962. А саяе оГ яетегс Ьуреппе|аЬоьып оГ лоп|Ьугоы опкп ич|Ь а деГсс| |п йе та)и!слепое о( тносЬопдпа! шар|гагату сои|го|. а согге|а|ед сйпка1, ЬюсЬстгса| апд пюгрьо(ой)са) ыиду, 1. С1т. 1птеы.. 41 1776 1804. Е естэйи М Игцон О. Е.. Ниын К.
1978. Нопэеоыадс гейи|а|юп оГ сейи|аг епегйу те|аЬойяп ехрегппеп|а| сЬагас|епхадоп |п Иго апд О| |о а тоде|, Атег !. РЬуяо|., 234, 82-89 Исторические аспекты Кагьег Е., 1980. Егот Раыеиг |о МцсЬец: а Ьипдгед уеагя оГ Ьюеиегйе1кэ, Еей Ргос.. 39, 210 215 Кггйи О.. 1966 Тье НИ|агу о1 Сей Кеярггадоп апд Су|осЬготек, СатЬпдйе Опгтегхг!у Ргсяя. Ка!сйлг Н.
М (ед.), 1969 Вю|онса| РьокрЬогу|ацопя: Осте!ортеп| оГ Сопсеры, Ргспцсе-На11. (Сборник классических работ по окислитель- ному фосфорилированию и другим аспектам бноэнергетики.| Ешгое 3 5., 1972 Мо1еси1ея апд 1.гГе: Нслопса| Еккаух оп йс !и|сер|ау оГ СЬепияму апд Вю|ойу. (Чйсу-!пгегхаспсе. (Включает прекрасный анализ клеточного льыания, начинаюшийся на с 262.| Вопросы и задачи 1. Каков выход АТР при полном окислении клеточным гомогенатом каждого из нижеследуюших субстратов, если принять, что гликолиз, цикл трикарбоновых кислот и окислительное фосфорилирование полностью активны? а) Пируват.
б) )х)А13Н. 14. Окислительное фосфорилироваиие 93 в) Фруктозо-1,6-бисфосфат. г) Фосфоенолпируват. д) Глюкоза. е) Дигидроксиацетонфосфат. 2. а) Напишите уравнение для окисления восстановленного глутатиона за счет Ох (рази. 15.11). Рас- считайте АЕс и Лб' для этой реакции, используя данные табл. 14.1. б) Каковы значения ЛЕс и Л6' для восстановления окислснного глутатиона за счет ХА)3РН? 3.
Как действует каждый из нижеследующих ингибиторов на перенос электронов и образование АТР в дыхательной цепи'! а) Азид. б) Атрактилозид. в) Ротенон. г) ДНФ. д) Оксид углерода. е) Антимицин А. 4. Добавление к митохондриям олигомицина вызывает снижение как переноса электронов от ХАОН к Оь так и скорости образования АТР.
Последующее добавление ДНФ приводит к увеличению скорости переноса электронов без сопутствунпцсго изменения скорости образования АТР. Какую реакпию ингибирует олигомицин? 5. Сравните значения Абс' для окисления сукцината с участием ХА)3" и ГАВ. Используйте данные табл. 14.! и примите, что ЛЕс для окислитель- но-восстановительной пары ГАР~'ГАЕЗН, близко к 0 В. Почему ГА)э, а не ХА)3' служит акцептором электронов при реакции, катализируемой сукцинат-дегидрагеназой? 6. Немедленное введение интрига оказывает очень эффективное лечебное действие при отравлении цианидом. Какова основа действия этого анти- дота? )Подсказка: нитрит окисляет феррогемоглобин в ферригемоглобин.) 7.
Каково максимальное значение отношения [АТР)1[АОР) [Р;1, совместимое с синтезом АТР, для протонодвижущей силы 0,2 В (матрикс отрицателен)? При расчете этого отношения примите, что количество транслоцируемых протонов составляет 2, 3 н 4 в расчете на одну молекулу образующегося АТР и что температура равна 25 С.
ГЛАВА 15 пентозофосфс)тный путь и глюконеогенез В предыдущих главах, посвященных гликолизу, циклу зрикарбоповых кислос и окислительному фосфорилированию, преимущессвснно рассмасривалось генерирование АТР с использонанисм глюкозы в качестве исходносо топлива. Теперь мы обрагимся к гснерированию друс ого 'сипя метаболической энерс ии восстановительной способности. Некоторая часть .элсктронов и атомов водорода топливных молекул используется для биосицтстических целей, а не переносигся на О, с генсрированием АТР.
Легкодоступнэвм источником восстановительного эквивалента в клстках является ПАОРН, отличающийся ог )ЧАОН наличием фосфорильной группы при С-2 односо из рибозных компонснтов. Квк упоминалось ранее (разд. 11.9), существует с)ээ адили чтальнос раыичис .ислсду ролью ПАОРИ а ПАОН в йальтииств«йтэхимическит реакции. ПАРИ акькллснюл дыхательной цвчыа с сонупмтвуюи)им генсриравинием АТР, тогда ьак ПАОРН слгжит донора.н водоради и злгктраиав ари вт'становителысыт йиасинтезах. В данной ~лаве рассматривается также процесс, называемый глюканеагснею.п — синтез глюкозы из неуглеводных предшсственников.
15.1. Певтозофосфатный путь генерирует АТР и синтезирует пятиуглеродные сахара В пентозофосфатном пути генерирование )ч)А)эРН происходит при окислении глкэкозо-б-фосфата в рибозо-5-фосфат. Этот пятиуглеродный сахар и его производцыс являются компонентами таких важных биологических молекул, как АТР, СоА.
)ч)А1У'. РАГЗ, РНК и ДНК. Глюкоза-6-фосфат -ь 2МАОР" -)- Н,О Рибозо-5-фосфат -ь 2)ч)АЕ)РН т 2Н + + СО Пензоэофосфатный путь калализируст также и ряд неокислитсльных реакций, обеспечивающих взаимопревращения трсх-. чез ы- С» НС С вЂ” СОНН, )) НС СН Н О )) Π— Р ОН ОН МНт Н- С "~~ С СН НС С Н Р вЂ” О— О=Р— О О Вооотаноаленныа ннкотннанндадвннндннуклеотндфосфат (НАЦРН) рех-, цяти-, шести- и семиуслсродных сахаров.
Все эти процессы происходят в циюзоле. У растений часть реакций пентозофосфатного пути участвует также в образовании гексоз из СО, при фотосинтезе (гл. 19). Пептозофосфатный путь называют инос- !5. Пентоюфосфатиый путь и глюконеогенез С=О Н вЂ” С вЂ” Он нто н+ Н вЂ” С вЂ” ОН млот СН,Он ) О~,' ) НΠ— С вЂ” Н вЂ” ь — — + НΠ— С вЂ” Н С=О ® ) ® Н вЂ” С вЂ” ОН Н вЂ” С вЂ” ОН Н вЂ” С вЂ” ОН 1 Н вЂ” С Н вЂ” С вЂ” ОН Н вЂ” С вЂ” ОН ! ) СН ОРО,' СН ОРО,т СН ОРО,т- Н вЂ” С вЂ” ОН Н вЂ” ~ — ОН ~ нлог' + н' О НΠ— С вЂ” Н О Н вЂ” С вЂ” ОН ) Н вЂ” С СН ОРО т 6 фоефлтлвкоио.
а.лактаи глюилэовфаефат Окислительная ветвь пентозофосфатного пути. Эти три реакции катализируются глюкоза-6-фосфат — дегидрогеназой, лактоназой и 6-фосфоглюконат -дегилрогеназой. Рис. 15.1. Часть П. Генерирование и хранение энергии 96 Ла лентозиым итгитом, гекгозочоиофосфатиым лутеч или фосфоглюкоиатнытт окислительным лутем. Открьпие Отто Варбургом (О((о %агЬпгб) в 1931 г, глюкоза-6-фосфат — дегидрогеназы, первого фермента этого пути, сделало возможной его полную расшифровку, которую осушествилн Фриц Липман, Фрэнк Дикенс, Бернард Хорекер и Эфроим Рэкер (Ег)(г Ыргпапп, Егап)( !У(с)(епз, Вегпагд Ногае)(ег, Еуга)ш Вас)(ег). 15.2.
Две молекулы Р)А!УРН генерируются прн преврашеннн глюкоза-6-фосфата в рибулозо-5-фосфат Пентозофосфатный путь начинается с дегидрирования глюкоза-6-фосфата при С-1. реакции. катализируемой глюкозо- 6-фосфат дегидрагеназой (рис. !5.1). Фермент высокоспецпфичен в отношении ь)А)ЭР'; Км лля )т)А!У' примерно в тысячу раз выше, чем для )т)АОР'. Пролуктом реакции является 6-фо(фоглюкоио-Ъ-лактои, внутримолекулярный эфир, с эфирной связью между С-1-карбоксильной группой и гидроксилом при С-5.
Следующий этап— гидролиз 6-фосфоглюконо-б-лактона специфической лактоиазой, даюший 6-фосфоглюконат. Этот шестиу(леродный сахар подвергается затем окислительному декарбоксилированию 6-фосфоглюкоиат — дегидрагеназой с образованием рибулозо-5-фосфита. Акцептором электронов вновь служит )т)А!УР 6 фаефогаюкалат Риатлазо вфлефат 15.3.
Рнбулозо-5-фосфат нзомеризуется в рибозо-5-фосфат с образованием енднола в качестве промежуточного продукта Конечным этапом синтеза рибозо-5-фосфа- та является изомеризация рибулозо-5-фос- фата фосфолеитозо-изомеразой. Эта реак- ция подобна гликолитическим реакциям; Глюкоза-6-фосфат Фруктозо-6-фосфат Дигидроксиацетонфосфат Глицеральдегид-З-фосфат. Все три кетоэо-альдозиые изо.черизапии идут через образование еидиольиого лромеэтсуточного лродуктиа. н но — он н — с — он С С=О С вЂ” ОН Н вЂ” С вЂ” ОН Н- .С вЂ” ОН Н вЂ” С вЂ” ОН Н вЂ” С вЂ” ОН Н-С вЂ” ОН Н-С вЂ” ОН Н вЂ” С вЂ” ОН Н С вЂ” ОРО,т Н С вЂ” ОРО,' Н С вЂ” ОРО Риазлитз.афззфит аилиаи Риаази ьфззфат (иазлзлзтзииыл илааузт) 15.4.
Пентозофосфатный путь н гликолиз связаны между собой транскетолазой и трансальдолазой В предыдуших реакциях образовывались две молекулы НА!УРН и одна молекула рибозо-5-фосфата па каждую окисленную молекулу глюкоза-б-фосфата, Однако многие клетки нуждаются для восстановительных биосинтезов в большем количестве )т)АОРН, чем требуется для включения рибозо-5-фосфата в нуклеотиды и нуклеиновые кислоты.
В таких случаях рибозо-5-фосфат превращается в глицеральдегил-3-фосфат и фруктоэо-6-фосфат пол действием траискетолазы и траисальдолазы. Эти фер.чвнты создают обратимра связь мвлкду леюиозофосфатны.ч лу- Таблиле 15.1. Пнгтогофаебмтнма нугь тгм и гликолизом, катализируя следующие три реакции: Тренскетолаге С, + С, С, + С, Тренсальда,тете С,+С, = С,+С,, Тренскетолете С, +С„= С, +С„. Рееклил Фермент Глюкоза-6- фосфктдегидрогенега Льктанеге Глюкоза-6-фасфет -1 КАОР = 6-фосфоглюконо-б-лектан ь ь ХАОРН ь Н' 6-фосфоглюкона-б-ллктон Ь Нго 6-фосфоглюкснет е Н 6-фасфоглюконат 6 КАОР ' Рибулого-5-фосфет 4 СО, -1 ЫАОРН Суммарный выход трех реакций — обризование двух гексаз и одной триозы из трех пентоз.
Смысл этих процессов состоит в переносе двухуглераднога фрагмента транскгволауой и врехуглероднога фрагменти— врансальдолизай. Сахаром-донором двух- 6-фасфоглюконет-лсгил. рагенеге П сит огофосфа г- итомерете Н С вЂ” ОН С=О НО С вЂ” Н ! Н С вЂ” ОН С=О Рибулато-5.фосфкт Ксилулога-5- фасфет Пси гагафасфет- глнмерете Кеилулага-з.фасфет ь Рибаэа-5- фосфет ко Седогслтулота-7-фосфат 6 Глндеральлегид-3-фосфнг Ссдогыоулато-7-фосфкт -'; Глине. рлльдегил-3-фасфат Фруктогоб-фосфет ь Эригрога-4-фосфлг кснлулото.5-фосфег -ь Эригрога4фасфег фруктото.б.фосфлт е -1- Глинсрельдегил-3-фасфет Треиекегалеге Переноснтсн транскетолаию Переносится трансальяопаюл Трлнсельлолагл н трехуглеродных фрагментов служит обычно кетоза, а акцептором — альдоза.
Первая из трех реакций, связывающих пентозофосфатный путь и гликолиз, прелставляет собою образование глицеральдвгид-3-фосфава и гедогептулоуо-7-фасфата из двух пентоз. Тренскеталкте сн он 1 С=О О Н вЂ” С вЂ” ОН + СНтОРО т цл Н С О-' 1-, Оог Глннеральяегли- Сейотнтулоао у феефат $ фоофет Сн,он ! с=о нпннерньа Н вЂ” С вЂ” ОН Н вЂ” С вЂ” ОН ! СН ОРО Рнеуиолеь Гь фоофет Каииулоае Вфеофат Рпбеенбфесфат Роль донора двухуглеродного фрагмента в этой реакции выполняет ксилулозо-5- фосфат, эпимер рибулозо-5-фосфата. Кетоза может служить субстратом для транскетолазы только при условии, что ее гидроксильная группа при С-3 имеет конфигурацию ксилулозы, а не рибулозы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
