Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Регуляция общего пути катаболизма




ЦИКЛ ТРИКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ

Цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса) открыт английским биохимиком Хансом Кребсом, получившим за это выдающееся открытие в 1953 г. Нобелевскую премию.

Цикл Кребса - путь окисления молекул ацетил-KoA, в которые превращается в процессе катаболизма большая часть углеводов, жирных кислот и аминокислот.

Цикл трикарбоновых кислот проходит в матриксе митохондрий. Его стадии:

1. Реакция конденсации ацетил-KoA с оксалоацетатом при участии цитрат-синтазы с образованием лимонной кислоты:

 

2. Реакция дегидратации лимонной кислоты с образованием цис-аконитовой кислоты, которая присоединяет молекулу воды и переходит в изолимонную кислоту (изоцитрат). Процесс катализирует аконитат-гидратаза:

 

3. Реакция дегидрирования и декарбоксилирования изолимонной кислоты в присутствии НАД-зависимой изоцитратдегидрогеназы. Это лимитирующая стадия цикла Кребса, в результате которой образуется a-кетоглутарат. НАД-зависимая изоцитратдегидрогеназа активируется АДФ и ионами Mg2+:

 

4. Окислительное декарбоксилирование a-кетоглутаровой кислоты с образованием макроэрга сукцинил-KoA при участии a-кетоглутаратде-гидрогеназного комплекса, включающего пять коферментов: тиаминпирофосфат, липоевую кислоту, кофермент А, ФАД и НАД:

 

5. Сукцинил-KoA при участии ГДФ и неорганического фосфата превращается в сукцинат (янтарная кислота). Одновременно образуется ГТФ за счет макроэргической тиоэфирной связи сукцинил-KoA. Реакцию катализирует сукцинил-KoA-синтетаза:

 

ГТФ + АДФ ® АТФ + ГДФ.

6. Реакция дегидрирования сукцината в фумаровую кислоту при участии сукцинаидегидрогеназы (включает кофермент ФАД), связанной с внутренней мембраной митохондрии:

 

7. Реакция гидратации фумаровой кислоты в яблочную (L-малат) при участии фумаразы:

 

8. Под влиянием митохондриальной НАД-зависимой малатдегидрогеназы L-малат окисляется в оксалоацетат и, тем самым, цикл Кребса замыкается:

 

В цикле Кребса образуется:

3 молекулы НАДН (реакции 3, 4, 8) следовательно, в цепи передачи электронов синтезируется 3х3=9 молекул АТФ;

1 молекула ФАДН2 (реакция 6) - 2 молекулы АТФ в дыхательной цепи;

1 молекула АТФ из ГТФ (реакция 5) в результате реакции перефосфорилирования;

ИТОГО: 9 АТФ + 2 АТФ + 1 АТФ = 12 АТФ.

 

Суммарно в общем пути катаболизма образуется:

3 АТФ (окислительное декарбоксилирование ПВК) + 12 АТФ (цикл Кребса) = 15 АТФ.

Окислительное декарбоксилирование ПВК. По механизму «обратной связи» работу пируватдегидрогеназного комплекса ингибируют конечные продукты окислительного декарбоксилирования - ацетил-KоА, НАДН + Н+, а также АТФ. Увеличивает активность комплекса пировиноградная кислота.

Также имеется регуляция со стороны гормонов: инсулин увеличивает активность комплекса, глюкагон - снижает.

Цикл Кребса регулируется по механизму «отрицательной обратной связи» с участием аллостерических ферментов.

НАДН ингибируют НАД-зависимые дегидрогеназы цикла. При уменьшении расхода АТФ активность дыхательной цепи снижается (дыхательный контроль), концентрация НАДН в клетке повышается, и ингибирование реакций 3, 4 и 8 ЦТК снижает активность цикла Кребса в целом.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение понятиям "метаболизм", "катаболизм", "анаболизм".

2. Перечислите органоиды катаболической и анаболической систем.

3. Какие основные этапы включает катаболизм?

4. Приведите схему окислительного декарбоксилирования пировиноградной кислоты.

5. Охарактеризуйте строение пируватдегидрогеназного комплекса.

6. Приведите общую схему цитратного цикла. Какие ферменты катализируют превращения субстратов в этом цикле?

7. Как происходит регуляция окислительного декарбоксилирования пирувата и цикла Кребса?

8. Какова роль и энергетическая ценность общего пути катаболизма?

9. Что понимают под энергетическим зарядом клетки?

10. Какие вам известны пути ресинтеза АТФ?

11. Поясните механизм действия дыхательной цепи.

12. Перечислите формы гипоэнергетических состояний и их причины.

13. Что такое разобщение дыхания и фосфорилирования, в чем его биологическая роль?

14. Приведите примеры свободнорадикальных процессов в клетке, охарактеризуйте их значение для организма.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-05; Просмотров: 1195; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.01 сек.