Окисне декарбоксилування пірувату. Ферменти, коферменти та послідовність реакцій в мультиферментному комплексі.
Окисли́тельное декарбоксили́рование пирува́та — биохимический процесс, заключающийся в отщеплении одной молекулы углекислого газа (СО2) от молекулы пирувата и присоединения к декарбоксилированному пирувату кофермента А (СоА) с образованием ацетил-СоА; является промежуточным этапом между гликолизом и циклом трикарбоновых кислот. У эукариот пируватдегидрогеназный комплекс локализован в митохондриях. Образующийся в результате ацетил-СоА далее вовлекается в цикл Кребса. Окислительное декарбоксилирование пирувата — необратимый процесс. Образующийся в ходе этого процесса NADH впоследствии отдаёт гидридный ион (Н-) в дыхательную цепь, в которой при аэробном дыхании конечным акцептором электронов является кислород. Перенос электронов с NADH на кислород даёт 2,5 молекулы ATP на пару электронов. Необратимость реакции, осуществляемой пируватдегидрогеназным комплексом.
Комбинированное дегидрирование и декарбоксилирование пирувата до ацильной группы, которая в дальнейшем войдёт в ацетил-СоА, осуществляется тремя различными ферментами, для функционирования которых необходимы 5 различных коферментов или простетических групп: тиаминпирофосфат (ТРР), FAD, кофермент А (СоА), NAD и липоат. Четыре из них являются производными витаминов: тиамина, или витамина В1 (ТРР), рибофлавина, или витамина В2 (FAD), ниацина, или витамина РР (NAD) и пантотеновой кислоты, или витамин В5 (СоА). FAD и NAD являются переносчиками электронов, а ТРР известен также как кофермент пируватдекарбоксилазы, участвующей в брожении. Пируватдегидрогеназный комплекс (PDH) включает 3 фермента: пируватдегидрогеназу (Е1), дигидролипоилтрансацетилазу (Е2) и дигидролипоилдегидрогеназу (Е3).
|
|
|
Окислительное декарбоксилирование пирувата включает несколько стадий:
- Стадия 1 идентична пируватдекарбоксилазной реакции. Первый атом углерода пирувата уходит в виде СО2, а С-2, в пирувате находящийся в альдегидной форме, прикрепляется к ТРР в виде гидроксиэтильной группы (—СНОН—СН3). Первая стадия является наиболее медленной и поэтому ограничивает скорость всего процесса. Эта реакция осуществляется пируватдегидрогеназой (Е1).
- Стадия 2. Гидроксиэтильная группа окисляется до карбоновой кислоты (ацетата). Два электрона, освобождаемых при этой реакции, идут на восстановление связи —S—S— липоильной группы Е2 до двух тиольных (—SH) групп.
- Стадия 3. Ацетильный остаток, образующийся в ходе окислительно-восстановительной реакции на стадии 2, сначала связывается тиоэфирной связью с липоильной —SH-группой, а затем переносится на СоА с образованием ацетил-СоА. Таким образом, энергия окисления идёт на образование высокоэнергетического тиоэфира ацетата. Стадии 2 и 3 катализируются дигидролипоилтрансацетилазой (Е2).
- Стадия 4 и стадия 5 катализируются дигидролипоилдегидрогеназой (Е3). В ходе этих двух последних реакций восстановленный липоиллизин снова возвращается в окисленную форму, который в дальнейшем может участвовать в следующем цикле окислительного декарбоксилирования пирувата. Электроны, изначально принадлежавшие гидроксиэтильной группе, при этом переносятся с липоиллизина сначала на FAD с образованием FADH2, а потом на NAD+ с образованием NADH + H+.
Глікогенна функція печінки.
|
|
|
Гликогенная функция печени обеспечивается действием ряда ферментов и регулируется центральной нервной системой и гормонами — адреналином, инсулином, глюкагоном. В случае повышенной потребности организма в сахаре, например, во время усиленной мышечной работы или при голодании гликоген под действием фермента фосфорилазы превращается в глюкозу и поступает в кровь. Таким образом, печень регулирует постоянство глюкозы в крови и нормальное обеспечение ею органов и тканей.
Фосфоролітичний шлях розщеплення глікогену в печінці та м'язах. Регуляція активності глікогенфосфорилази. Порушення процесу.
|
|
|
Основным способом распада гликогена является фосфоролитический путь при участии Н3РО4: Глюкозо-1-фосфат переходит в глюкозо-6-фосфат под действием фермента фосфоглюкомутазы.Только в печени имеются фермент – глюкозо-6-фосфатаза, способный отщеплять остатки Н3РО4 от глюкозо-6-фосфата, переводя глюкозо-6-фосфат в свободную глюкозу.Фосфорилаза расщепляет только 1,4 -α-гликозидные связи. В расщеплении 1,6 -α-гликозидных связей участвует дополнительный фермент – 1,6 -α-гликозидаза. Ключевым ферментом распада гликогена является фосфорилаза. В распаде гликогена участвуют активная фосфорилированная форма фосфорилазы (фосфорилаза «А»). Она образуется из неактивной фосфорилазы «В» путём фосфорилирования и увеличения олигомерности. Взаимопревращения 2 форм гликогенфосфорилазы обеспечиваются действием ферментов киназы фосфорилазы и фосфопротеинфосфатазы (фермент, структурно связанный с молекулами гликогена).
ГЛИКОГЕНОЗЫ - болезни, связанные с нарушением процессов распада гликогена, при этом в клетках печени, почек, мышц гликоген накапливается в большом количестве. Клинически эти заболевания проявляются увеличением печени, мышечной слабостью, гипоглюкоземией натощак. Больные умирают в раннем детском возрасте. Наиболее часто встречаются следующие заболевания:
|
|
|
1.Болезнь Герса (генетический дефект фермента - фосфорилазы печени ).
2. Болезнь Мак-Ардля (генетический дефект фермента - фосфорилазы мышц ).
3. Болезнь Помпе (генетический дефект фермента - амило- 1,4-гликозидазы ).
4. Болезнь Кори (генетический дефект фермента - амило-1.6-гликозидазы ).
5. Болезнь Гирке (генетический дефект фермента - глюкозо-6-фосфатазы).
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 415; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!