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) |
Цикл трикарбоновых кислот
ЦТК – заключительный этап катаболизма углеводов, липидов и белков, в ходе которого двухуглеродный остаток ацетила разлагается до 2-х молекул углекислого газа. 1. Начальная реакция – конденсация ацетила и молекулы оксалоацетата с образование лимонной кислоты (цитрата)
Фермент: цитратсинтаза. Скорость реакции зависит от количества оксалоацетата, который является одновременно субстратом и аллостерическим активатором для цитратсинтазы. 2. Превращение лимонной кислоты в изолимонную (цитрата в изоцитрат). Реакция протекает в два этапа с образованием промежуточного продукта – цис-аконитовой кислоты.
Фермент: аконитаза. В условиях клетки равновесие в системе этих двух реакций сдвинуто в сторону образования изоцитрата, из-за постоянной его убыли в последующей реакции. 3. Окисление (дегидрирование) изолимонной кислоты (изоцитрата). Это первая реакция дегидрирования в ЦТК, которая служит потенциальным источником энергии. В ходе этой реакции происходит отщепление первой молекулы углекислого газа.
Фермент: изоцитратдегидрогеназа. В качестве кофермента содержит НАД+. Это основной регуляторный фермент цикла, его эффекторы: активатор – НАД+, ингибитор – НАДН. Так как начальные промежуточные продукты изучаемого процесса являются трикарбоновыми кислотами, то его называют циклом трикарбоновых кислот, а по исследователю – циклом Кребса. 4. Окислительное декарбоксилирование a-кетоглутаровой кислоты. Это вторая реакция дегидрирования в ЦТК и вторая реакция, сопровождающаяся образованием конечного продукта – СО2. Равновесие в этой реакции настолько сдвинуто вправо, что её можно считать физиологически необратимой
Фермент: мультиэнзимный комплекс a- кетоглутаратдегидрогеназа. В состав комплекса входят 3 фермента: 1. a-кетоглутаратдекарбоксилаза 2. трансацилаза 3. дигидролипоилдегидрогеназа Комплекс включает 5 коферментов: ТДФ, липоевая кислота, НS-КоА, ФАД, НАД+. 5. Реакция III-го субстратного фосфорилирования
Эта реакция сопряжена с образование АТФ. Фермент: сукцинаттиокиназа. Субстратное фосфорилирование это способ синтеза АТФ или ГТФ за счёт энергии макроэргических молекул. Биологическая роль процесса – быстрое получение АТФ в клетке без затраты кислорода. 6. Окисление янтарной кислоты (сукцината). 3-я реакция дегидрирования.
Фермент: сукцинатдегидрогеназа. В качестве кофермента содержит ФАД. Это единственный фермент ЦТК который находится не в растворимой части матрикса, а связан с внутренней мембраной митохондрий. В качестве конкурентного ингибитора этого фермента может быть использована малоновая кислота – структурный аналог янтарной кислоты. 7. Образование яблочной кислоты (малата)
Фермент: фумараза. Этотфермент обладает стереохимической специфичностью и способен присоединять воду по двойной связи только в транс конформации. 8. Окисление яблочной кислоты (малата) – 4-я реакция дегидрирования.
Фермент: малатдегидрогеназа. В качестве кофермента содержит НАД+. Образующий в ходе реакций оксалоацетат является одновременно начальным субстратом, что и делает процесс циклическим. Биологическая роль цикла Кребса: ЦТК это центральный метаболический путь, который связан с превращением всех остальных классов биомолекул. Выполняет две основные функции 1. энергетическая функция. ЦТК является основным поставщиком водородов в составе НАДН и ФАДН2 в дыхательную цепь. В последующем, е, содержащиеся в составе этих водородов, переносятся при участии ферментов дыхательной цепи на кислород с образованием конечного продукта окисления – воды, а выделяющаяся при этом энергия используется на синтез АТФ. ЦТК это аэробный процесс, требующий постоянного участия кислорода. В отсутствии кислорода происходит накопление восстановленных форм НАДН и ФАДН и, как следствие торможение реакций дегидрирования ЦТК. Кроме того, в ходе реакций ЦТК образуется 1 моль ГТФ в реакции субстратного фосфорилирования. 2. Амфиболическая функция. Под амфиболической функцией цикла Кребса понимают использование интермедиатов (промежуточных продуктов) цикла на синтез других молекул. Например, сукцинил-КоА является исходным соединением в синтезе гема; a-кетоглутарат – аминокислот (глутамата, глутамина, пролина, гистидина). Использование промежуточных продуктов цикла Кребса на синтетические процессы приводит к снижению уровня оксалоацетата в митохондриях, торможению цикла и нарушению энергетического обмена. Для того чтобы этого не происходило, в митохондриях существуют реакции, пополняющие фонд оксалоацетата. Реакции, пополняющие запас оксалоацетата в митохондрии называются анаплеротическими. 1. Карбоксилирование пирувата:
Фермент: пируваткарбоксилаза 2. Трансаминирование аспарагиновой кислоты:
Аспартат + a-КГ оксалоацетат + глутамат Фермент: аспартатаминотрансфераза.
Регуляция цикла Кребса. Регуляция осуществляется по двум механизмам: 1. Фосфорилирование-дефосфорилирование. При высоком уровне АТФ в митохондриях происходит фосфорилирование 1-го фермента – цитратсинтазы и скорость реакций цикла Кребся снижается. При снижении АТФ и накоплении АДФ происходит дефосфорилирование фермента и его активность повышается. 2. Аллостерическая регуляция. По такому механизму осуществляется регуляция двух ферментов. Цитратсинтаза активируется оксалоацетатом. Изоцитратдегидрогеназа (основной регуляторный фермент) активируется НАД+ и ингибируется НАДН2 a-кетоглутаратдегидрогеназа ингибируется продуктом реакции – сукцинил-КоА.
Дата добавления: 2015-07-13; Просмотров: 7658; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |