Окислительное декарбоксилирование, локализация процесса, условия протекания.
Заключительной реакцией второй стадии катаболизма питательных веществ является окислительное декарбоксилирование пирувата.
Пируват подвергается окислительному декарбоксилированию до ацетил-коэнзима А (ацетил-КоА) в митохондриях клеток при участии пируватдегидрогеназного комплекса. Пируватдегидрогеназный комплекс – мультифермент, в состав которого входит 3 фермента:
1) пируватдекарбоксилаза (коферментом служит производное витамина В1 - тиаминдифосфат, ТДФ, формулу его см. в теме «Коферменты»);
2) трансацилаза (кофермент – липоевая кислота, ЛК, см. рисунок 13.4);
3) дигидролипоилдегидрогеназа (в качестве кофермента используется производное витамина В2 – флавинадениндинуклеотид, ФАД, формулу его см. в теме «Коферменты»).
В реакции участвуют также два кофермента: коэнзим А (НSКоА, производное витамина В3) и никотинамидадениндинуклеотид (НАД, производное витамина РР), связанные при помощи нековалентных связей соответственно с трансацилазой и дигидролипоилдегидрогеназой.
Ацетил-КоА затем подвергается окислению в цикле Кребса, а НАДН служит донором водорода для дыхательной цепи. Процесс является аэробным, т.к. конечный акцептор водорода НАДН – кислород. Скорость реакции снижается при накоплении в клетке ацетил-КоА, НАДН и АТФ, увеличивается – при возрастании концентрации АДФ. Регуляторным ферментом комплекса является пируватдекарбоксилаза.
|
|
|
Аналогично происходит окислительное декарбоксилирование α-кетоглутарата – одного из метаболитов цикла Кребса. Реакцию катализирует α-кетоглутаратдегидрогеназный комплекс, сходный с пируватдегидрогеназным комплексом (см. раздел 13.4, рис. 13.7, реакция 5).
Цикл Ганса-кребса. Основные этапы цикла. Его значение.
Цикл трикарбоновых кислот или цикл лимонных кислот был открыт Гансом Кребсом в 1937 году. Он брал измельчённые мышцы голубя, добавлял на них трикарбоновые кислоты и определял скорость дыхания; те трикарбоновые кислоты, которые составляют цикл Кребса, усиливают дыхание. Цикл Кребса протекает в митохондриях (они способны к движению и размножению, относительно автономны, то есть окисляют вещества и регенерируют АТФ). Митохондрии происходят от самостоятельных организмов, специализировавшихся когда – то на окислении.
Митохондрии - постоянные органеллы всех клеток (кроме эритроцитов), имеют две мембраны.
ПРИЗНАК ВНУТРЕННЯЯ МЕМБРАНА НАРУЖНАЯ МЕМБРАНА
1) форма складчатая (кристы) гладкая
2) плотность 1,2 1,1
3) белки 0,27 / 0,73 0,82 / 1,8
4) проницаемость высокоактивная низкоактивная
5) ферменты сукцинатдегидрогеназа ферменты синтеза жирных
кислот
В процессе старения генома митохондрии мигрируют в ядро, то есть возникают летальные мутации, связанные с деформацией митохондриальных белков, генерирующих АТФ.
|
|
|
Цикл Кребса– это 8 последовательных стадий;исходный субстрат- ацетилКоА, который взаимодействует со ЩУК под действием фермента цитратсинтетазы.
За один оборот цикла Кребса происходит полное окисление одной молекулы ацетил – КоА. Для непрерывной работы цикла необходимо постоянное поступление ацетил – КоА, а коферменты НАД и ФАД должны снова окисляться. Освобождающаяся при окислении ацетил – КоА энергия расходуется на образование макроэргических связей АТФ. Из четырёх пар атомов Н2, три пары переносятся через НАД, а одна пара – через ФАД. На каждую пару атомов Н2в системе биологического окисления образуется 3 АТФ (1 НАД * Н2= 3 АТФ). Следовательно, всего 9 АТФ. Одна пара атомов иона попадает в систему биологического окисления через ФАД – в результате образуется 2 АТФ. Кроме этого в ходе сукцинатилокиназной реакции образуется 1 ГТФ = 1 АТФ. Поэтому в ходе цикла Кребса образуется 12 АТФ.
Биологическое значение.
Цикл трикарбоновых кислот – универсальный компонент биологического окисления, который базируется на принципе унификации, что имеет огромное значение потому, что организм не может точно дозировать потребность в каждом субстрате. Унификация позволяет уравновешивать и оптимизировать соотношение основных субстратов, то есть если имеется избыток углеводов, то часть их перекачивается в липиды, если белка – то тоже в липиды или углеводы.
|
|
|
Функции цикла Кребса:
1) Энергетическая (цикл Кребса – конечный этап биологического окисления, в котором окисляется унифицированные соединения различного происхождения);
2) Пластическая (поскольку цикл «питается» субстратами различного происхождения, то он может быть источником углеродных скелетов для различных веществ);
3) Регуляторная.
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 960; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!