Роль кислорода в метаболизме

Биоэнергетика. Биологическое окисление

Регуляция цикла Кребса

Энергетическая роль ЦТК

За период каждого цикла образуется 1ГТФ, 3 НАДН + Н⁺ и ФАДН₂, которые генерируют образование 12 моле­кул АТФ (ГТФ — в субстратном фосфорилировании, а вос­становленные эквиваленты — в окислительном фосфори­лировании). ЦТК — амфиболический цикл, так как он создает окисляющиеся продукты и продукты для анабо­лизма.

Лимитирующая реакция всего цикла Кребса — ре­акция синтеза цитрата (фермент цитратсинтаза).

Регуляторные ферменты цикла Кребса:

1. Пируватдегидрогеназа (ингибиторы: АТФ, НАДН + Н⁺, цитрат, ацетил-КоА; активаторы: АДФ, НАД⁺, глюкозо-6-фосфат, Са²⁺, Mg²⁺, HS-KoA, фруктозо - 1,6 - дифосфат).
2. Цитратсинтаза (ингибиторы: АТФ, НАДН⁺ + Н⁺, ВЖК, сукцинил-КоА; активаторы: НАД⁺, АДФ).
3. Изоцитратдегидрогеназа декарбоксилирующая (ин­гибиторы: АТФ, НАДН + Н⁺; активаторы: АДФ, НАД⁺, Мn²⁺).
4. a-кетоглутаратдегидрогеназный комплекс (ингибито­ры: АТФ, НАДН + Н⁺, активаторы: АДФ, НАД⁺).

Пировиноградная кислота является одним из цент­ральных метаболитов углеводного обмена. Она образует­ся в процессе распада глюкозы и гликогена в тканях, при окислении молочной кислоты, а также в результате пре­вращений ряда аминокислот. При окислительном декарбоксилировании ПВК образуется ацетил-КоА, который вступает в цикл Кребса. Пировиноградная кислота явля­ется одним из основных субстратов глюконеогенеза.

Организм человека функционирует в аэробных усло­виях: 90% энергии он получает при участии кислорода. Кислород выполняет две важнейшие функции в метабо­лизме в процессе жизнедеятельности:

1) является конечным акцептором электронов и прото­нов при биологическом окислении (оксидазный путь использования кислорода);

2) выполняет пластическую функцию: кислород встра­ивается в процессе микросомального окисления в гид­рофобные соединения, переводя их в гидрофильные (оксигеназный путь использования кислорода).

Известно около 200 ферментов, использующих моле­кулярный кислород в качестве одного из субстратов. Все они делятся на два класса в зависимости от того, включа­ется кислород или нет в другой субстрат в ходе такой ре­акции:

1) оксидазы: кислород не включается в субстрат, а ис­пользуется как акцептор электронов. Существует два типа оксидаз: одни образуют в качестве одного из про­дуктов воду, а другие — перекись водорода:

SH₂ + 1/2О₂ S + Н₂О;

SH₂ + О₂ S + Н₂О;

2) оксигеназы — кислород включается в субстрат. Су­ществует также два типа оксигеназ:

а) монооксигеназы (или гидроксилазы) — включается только один атом кислорода:

SH₂ + 1/2О₂ H – S – OH;

б) диоксигеназа — включается два кислорода в суб­страт:

SH₂ + О₂ HO – S – OH.

Дата добавления: 2014-01-07