Биохимия 2 (1984) (1128710), страница 8
Текст из файла (страница 8)
(Печатается с любезного разрешения л-ра Аппе НцЬЬагд.) ком, как Мп" ). Двухвалентные ионы образуют комплекс с АТР. Структура лвух возможных комплексов Мйз" — АТР показана на рис. 12.7. Следующий этап гликолиза — это изомеризацин глюкоза-б-фосфата во фруктпзо-бфосфс>т. Шестичлгнное пиранозное кольцо >люкозо-6-фосфата превращается в пнтичлсннаг фуранозное кольцо фруктозо-6-фосфата. Напомним, что у глюкозы с открытой цепью при С-1 находится альдегидная группа, тогда как лля фруктозы с открытой цепью характерно наличие кстогруппы при С-2.
Альлегид при С-1 реа>ирует с гидрок- Рис. 12.6. СНтОРО т- гнюкютюфосфа' т ОтРОНтС О СНтОН йо~ Н Н ОН Гаикоаоафоефат Фруктото Юфоофат 12. Гликолиз Схематическое изображение а-углеропного скелета дрожжевой гексокиназы. Две идентичные субъединицы этого димерного фермента несимметрично взаимодействуют друг с прутом.
Глюкоза (окрашено зеленым) и АТР (окрашено красным) связаны с каталитическим центром каждого димера. Дополнительная молекула АТР (окрашено синим) связана на границе между субъединнцами. (Печатается с любезного разрешения д-ра Тпошаз згейа) сильной группой при С-5, образуя пиранозное кольцо, а кетогруппа при С-2 взаимодействует с гидроксильной группой при С-5 с образованием фуранозного кольца. Эта изомеризация глюкозо-6-фосфата во фрук- О О' 'О ) ) ) лдвнотнн †Π†Р†Π†Р†Π†Р†ΠΠ'(~ О ~~О О ллвнознн — Π— Р— О О Рис. 12.7. Способы связывания Мят т с АТР.
тозо-б-фосфат представляет собою лревра- и)ение ильдозы к кенюэу. Смысл данной реакции станет понятен, если подставить в это уравнение формы сахаров с открытой цепью. о н 'С фруктозо-(,б-бисфосфата с образованием глицеральдегид-3-фасфата и дигидроксиаиетанфоефата. В лальнейших реакциях глнколиза участвуют трехуглеродные, а не шестиуглеродные соединения.
Это превращение каталиэируется альдалазай. Название фермента отражает приролу обратной реакции, прелставляющей собою альдольную конденсацию. Глицеральдегид-3-фосфат стоит на «столбовом пути» гликолиза. К дигидроксиацетонфосфату это не относится. Однако лигидроксиацетонфосфат может легко превращаться в глицеральдегид-3-фосфат. Эти соединения являются изомерами: дигидрок- Н вЂ” С вЂ” ОН ( НΠ— С вЂ” Н и+Он Н вЂ” С вЂ” ОН СнзОРОзз Гам«оза.вчасмфат (ааьдрза) Н ОН Ссзсазо о; -ол з|з ОН он ОН Н Фруктозм(,а Вмефеефат Фруктозо4 Фоефат сиацетонфосфат-кетоза, а глицеральдсгид-3-фосфат — альдоза. Изомеризация указанных трехуглеродных фосфорилированных сахаров катализируется триоэофаефат-иэомераэой.
Реакция характеризуется большой быстротой и обратимостью. В состоянии равновесия 96",г трнозофосфатов приходится на долю дигидроксиацетонфосфата. Тем не менее превращение дигидрокснацетонфосфата в глицеральлегид-3-фосфат протекает легко, поскольку последний эффективно удаляется. Н С ) Н вЂ” С вЂ” ОН СНзОРОзз Днгмдрокенацатон Фоефат Глнцаральдепзд.
Зфоефат 0 чь . С Н вЂ” С вЂ” ОН СНзОРО з Глнцаральдапзд-афоефат (алькова] СН,ОН С=О НΠ— С вЂ” Н ( Н вЂ” С вЂ” ОН ) Н вЂ” С вЂ” ОН ( Сн ОРО з ОО(мтазомфозфат (нотона За стадией иэомеризации следует вторая реакция фосфорилнрования. сйруктаэо-бфосфат фасфорилируетсл за счет АТР с образованием фр»ктоэа-(,б-бисфагфагла. Реакция катализируется аллостерическим ферментом фосфафр»ктакиназой. Ход глнколнза лимитируется уровнем активности этого фермента. Каталитическая активность фосфофруктокиназы находится под аллостернческнм контролем со стороны АТР и некоторых других метаболитов (раза.
12.9). 12.4. Образование глицеральдегид- 3-фосфата путем расщепления н изомеризацни Вторая стадия гликолиза состоит из четырех этапов и начинается с расщепления СН,ОРОзз ГН ОРО з =О С=О :з НΠ— С вЂ” Н НΠ— ~ — Н + Н вЂ” С вЂ” ОН Н н — с — он СН ОРО Фруктоао4ЛЛ(мефоефат Часть Н.
Генерирование н хранение энергии он,с Н Н ОР0,2- Н НО + АОР+ Н' Н СН,ОН заноз. Ьооз»зт.езомеоаза С=О ) СН,ОРО,' Дмгмдроаемацатонфоефат (котова) Глицвральдагид.з- фоефат Фруктово-1,БО и еф осф ат Дигидрокоиацвтонфоефат о й — С вЂ” Π— Р— О О Ацилфоефат С ) н — С вЂ” он СН Ороэ'- Глицаральдвпгд 3 фоафат + Атр 12. Гликолиз 31 Таким образом, две молекулы глицеральдегид-3-фосфата образуются из одной молекулы фруктозо-1,6-бисфосфата при последовательном действии альдолазы и триозо- фосфат-изомеразы 12.5.
Хранение энергии: фосфорнлнрованне, сопряженное с окислением глицеральлегид- 3-фосфата На предыдуших стадиях гликолиза происходило превращение одной молекулы глюкозы в две молекулы глицеральдегид-3-фосфата. Извлечение энергии при этом еще не имело места. Напротив, на этой стадии расходовалось две молекулы АТР. Мы переходим теперь к ряду стадий, на которых происходит потребление энергия, содержащейся в глицералызегид-3-фосфате, О Орот '\~ С Н вЂ” С вЂ” ОН СН,ОРО,'- 1,3 аиофоофоглицврат 11,3 Бось Начальная реакция в этой последовательности представляет собою нргврагцснис глицсральдвгид-3-фосфата в 13-бисфосфоглицерат (1,3-БФГ), катализируемос глицеральдегид-3-фосфат — дегидрогеназой Π— ОРО,г Н вЂ” С вЂ” ОН СНторот' 1,З Вивфовфоглицарат Глицеральдегнд-3-фосфат + )чАО + + Р; 1,3-БФГ + )чА(3Н ч- Н'.
При этой окислительно-восстановительной реакции происходит генерирование высокоэнергетичес кого фосфатного соединения. Альдегидная группа при С-1 превращается в ацилфосфат — смешанный ангидрид фосфорной и карбоновой кислот. Энергия, необходимая лля образования этого анпшрила, имеющего высокий потенциал переноса фосфатной группы, высвобождается при окислении альдегидной группы. Заметим, что С-! в 1,3-БФГ пахали гся на окислительном уровне карбоновой кислоты. Образование 1,3-БФГ прелставляет собой пример фосфорилированич на субстратном уровне. Механизм этой сложной реакции, в которой окисление сопря.кено с фосфорилированием, мы рассмотрим несколько позднее (разд. 12.14), 12.6. Образование АТР нз 1,3-бисфосфоглнцерата На следующем этапе гликолиза высокий потенциал переноса фосфорильной группы, присущий 1,3-БФГ, используется лля гснерирования АТР.
И действительно, эго первая реакция гликолиза, в которой происхолит образоваггис АТР. Перенос фосфорильиой группы от ацилфосфашой группы 1,3-БФГ на АОР катализирустся фосфоглицсриткиназой. В качестве продуктов реакции образуются АТР и З-фосфоглицерат. + АОР ' " Н вЂ” С вЂ” ОН СНторозт Э.фоефегаицврат Таким образом, в результате реакций, катализируемых глицеральдегид-3-фосфат —- легидрогеназой и фосфоглицераткиназой, происходят следующие процессы.
1. Глицеральдегид-З-фосфат, альдегил, окисляется в З-фосфоглицерат, карбоновую кислоту. 2. НАР' восстанавливается в !з!АРН. 3. Из Р, и АРР образуется АТР. та катализируется еналазой. Потенциал переноса фосфорильной группы в результате реакции дегидратации значи~ельно повышается. Енолфасфат характеризуется высоким потенциалом переноса фосфорильной группы, тогда как в случае фосфатного эфира обычного спирта этот потенциал находится на низком уровне. Причины указанного различия мы рассмотрим позднее. о о С ! Еноиаза Н вЂ” С вЂ” ОРО зН вЂ” С вЂ” ОН ! Н гфоефотлнцерат Ооафоенолпнруват 12.7. Образование пирувата и генернрованме второй молекулы АТР Мы подошли теперь к последней стадии гликолиза.
Она осуществляется в три этапа, в результате которых происходит превращение 3-фосфоглицерата в пируват и образование второй молекулы АТР. Первая из этих реакций представляет со- 0 0 ть А С ! — е С вЂ” ОРОзз !! СН ! — С=О А ОР АТР СНз О,,Р 0 0 С Н вЂ” С вЂ” ОН Н вЂ” С вЂ” ОРО,'- Н г.фоефоптцерат плруват Ооафоемояпнруает Последняя реакция — образование нирувата с одновременным образованием АТР. Перенос фосфорильной группы от фосфоенолпирувата к АРР катализируется лируз ваткиназай. Это фосфорилирование не является окислительным в противоположность реакции, катализируемой глицеральлегил-3-фосфат — легидрогеназой.
бою внутримолекулярную перестройку. При превращении 3-фасфоглицерата в 2-фосфоглииерат, катализируемом фасфаглицвраиутазой, происхопит перемещение фосфорильной группы. Вообще мутазой называют фермент, катализирующий внутри- молекулярные перемещения химических групп, таких, как фосфорильная группа. О 0 Фоофогаицероиузаза Н вЂ” à — ОРО,' Н вЂ” С вЂ” ОН Н 12.8. Выхол энергии при превращении глюкозы в пируват Суммарная реакция превращения глюкозы в пируват имев~ следующий вид: Глюкоза + 2Р, + 2АРР + 2ХАР~ З.фемрегннцепат гфаафе~ церне — 2 Пируват + 2АТР + 2ХАРН + + 2Н + 2НзО.
Вторая реакция состоит в образовании енола в результате дегидратации 2-фосфоглицерата. Образование фасфоеналлирува- 0 0 С С вЂ” ОРОзз !! СНз Ооефоемолпмруаат 0 0 еы' С Гуируаатииназа ! + АОР + Не С=О + АТР ! СН, Пнруаат Часть ~. Генерирование н хранение энергии 32 0 0 ц, С Н вЂ” С вЂ” ОН Н вЂ” С вЂ” ОРО,' Н ! — е Н вЂ” С вЂ” ОРОзз ! Н вЂ” С вЂ” ОН ! Н г.фоефотлмцерат 0 С ! С вЂ” ОРОзз + НзО !! Н вЂ” С ! Н Таблица 122. Потребление я образование АТР врн гли- иелиы Изменение количества АТР в расчете на 1 молекулу глюкозы Реакция Итого: + 2 Таблица 12.2.
Реащща глвкцзвза Ьб" ц Ьбц Тип ц стадия Реакция Фермент — 4,0 — 8,0 Гсксокиназа — 0,6 + 0,4 Фосфоглюкозоизомераза Фо«фофруктокниаза — 5,3 — 3,4 — 0,3 Альлолаза е 0,6 е 1,8 — 0,4 -'; 0,3 1,3-бнсфосфоглнцерат + АОР 3-фосфоглицерат + АТР 3-фосфоглицерат 2-фосфоглицерат — 4,5 + 0,2 - 0,8 2 фосфоглнцерат фосфоенолпнруват + Н,О Фосфоеиолпнрува! + АОР + Н Пнруват + АТР 10 Пнруваткиназа — 4,0 '! Пми реакций: а- перенос фосфорнльной группы; б — перемещение фосфорильиой группы; в — иэомеризация; г-дегилратация; д - альлольное расщепление; е- фосфориаированне, сопряженное с окислением.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
