Методические рекомендации по организации самостоятельной работы

ЦТК

Синтез АТФ, сопряженный с расщеплением сукцинил~8—КоА, называют субстратным фосфорилированием, чтобы отличить его от реакций окислительного фосфорилирования.

На следующем этапе янтарная кислота окисляется под действием сукцинатдегидрогеназы (1.3.99.1)—дегидрогеназы янтарной кислоты. Активной группой этого фермента являемся флавинаденин-динуклеотид (ФАД). В результате реакции образуется фумаровая кислота:

Фумаровая кислота, присоединяя воду под действием фермента фумарат-гидратазы (4.2.1.2), дает яблочную кислоту:

Следующая реакция приводит к окислению яблочной кислоты. Окисление катализируется ферментом малатдегидрогеназой (1.1.1.37), активной группой которой является НАД:

В заключительной реакции цикла щавелевоуксусная кислота (мопроизвольно превращается в свою енольную форму:

Енольная форма щавелевоуксусной кислоты взаимодействует с ацетилкоферментом А, и цикл повторяется снова.

Общая схема цикла ди- и трикарбоновых кислот представлена на странице 201. Суммарное уравнение цикла трикарбоновых кислот можно записать следующим образом:

CH₃CO~S-KoA+ 2Н₂0 + АДФ + Н₃РО₄+ЗНАД++ФАД -----^HS-KoA + 2СО₂+

+ АТФ-Ь ЗНАД-Н+ЗН++ ФАД-Н₂.

Цикл ди- и трикарбоновых кислот занимает важное место в про­цессах обмейа веществ. При окислении ацетилкофермента А через этот цикл образуется ряд промежуточных продуктов, которые приводят к синтезу других, важных для растений соединений. Аце-тилкофермент А служит исходным продуктом для синтеза жирных кислот. Щавелевоуксусная и а-кетоглутаровая кислоты, подвергаясь трата энергии, которая доставляется макроэргической связью ацетонилкоферментаА

Во второй реакции, катализируемой аконитазой или аконитатгидратазой (4.2.1.3), лимонная кислота превращается в цис-аконитовую кислоту:

Этот же фермент катализирует превращение цис-аконитовой кислоты в изолимонную кислоту:

Затем происходит дегидрирование изолимонной кислоты. Эта реакция катализируется изоцитратдегидрогеназой (1.1.1.41), активной группой которой является НАД. В результате реакции образуется щавелевоянтарная кислота:

В пятой реакции щавелевоянтарная кислота декарбоксилируется с образованием а-кетоглутаровой кислоты:

На следующем этапе происходит окислительное декарбоксилиро-вание а-кетоглутаровой кислоты. В результате реакции образуется

комплексное соединение кофермента А с янтарной кислотой (сукцинилкофермент А):

Эта реакция катализируется а-кетоглу тар атдеги дроге н-:азным комплексом, сходным по своей структуре и свойствам \ пируватдегидрогеназному комплексу. Механизм реакций окисления пировиноградной и а-кетоглутаровой кислот практически одинаков. В обеих реакциях в качестве необходимых, связанных с ферментом кофакторов принимают участие тиаминпирофосфат, липоевая кислота, HS—КоА, НАД⁴- и ФАД. Реакция также проходит в 5 этапов. Конечный продукт реакции сукцинил~8—КоА представляет собой высокоэнергетический тиоэфир, у которого в образовании макроэргической связи участвует одна из карбоксильных групп янтарной кислоты.

На следующем этапе сукцинил~8—КоА отщепляет кофермент

А, но не путем обычного гидролиза, а в результате реакции с учас-

тием аденозиндифосфата (АДФ) и неорганического фосфата. При

этом энергия запасается в макроэргической фосфатной связи АТФ.

Реакция катализируется ферментом с у к ц и н и л-КоА-с интетазой

(6.2.1.5):

с?тот фермент недавно был выделен из листьев шпината. В клетках животных вместо АДФ в реакции участвует ГДФ и соответст-

венно образуется ГТФ. Изучение механизма этой реакции показало,

что вначале один из аминокислотных остатков имидазольного кольца гистидина, находящихся в активном центре фермента, соединяется с коферментом А с образованием макроэргического соединения

КоА—S~E (E — фермент), а янтарная кислота освобождается. Затем это соединение реагирует с неорганическим фосфатом с образованием макроэргического фосфофермента Е~®, после чего фосфатный остаток с макроэргической связью переносится на АДФ с

образованием АТФ. Поэтому реакцию (7) более правильно написать следующим образом:

сукцинил~5—КоА + Е ----- > КоА—S~E -(- янтарная кислота

КоА—S~E + ©неорг----- > Е~©+ HS—КоА

^Е + АТФ.

Дата добавления: 2015-07-13