Файл: Carbohydrate metabolism.pdf

Основные функции углеводов

•Источник энергии.

•Строят структурно-функциональные единицы клетки (нуклеотиды и нуклеинновые кислоты, гликопротеины,

гликолипиды, полисахариды).

•Источник и субстрат для синтеза аминокислот и липидов.

Биосинтез гликогена (гликогенез)

1.Гексокиназа.(КФ. 2.7.1.1) или глюкокиназа (КФ. 2.7.1.2)

2.Фосфоглюкомутаза.(КФ. 2.7.5.1)

3.Глюкозо-1-фосфатуридилилтрансфераза.(КФ. 2.7.7.9)

4.Гликогенсинтаза. (КФ.2.4.1.11)

5.Нуклеозиддифосфаткиназа.

1 ст. Фосфорилирование глюкозы

2 ст. Образование глюкозо-1-фосфата

•3 ст. Образование УДФ-глюкозы

•4 ст. УДФ – глюкоза + (С6Н10О5)п

гликогенсинтаза УДФ + (С6Н10О5)п+1

• 5 ст. УДФ + АТФ УТФ + АДФ

Анаэробный гликолиз и гикогенолиз

Анаэробному распаду глюкоза подвергается:

-в норме в клетках, не имеющих митохондрий (эритроциты);

-при патологии – в чрезмерно

работающих тканях (например – мышцы

при интенсивной нагрузке, раковые

клетки).

Умикроорганизмов - брожение:

•молочнокислое;

•уксуснокислое;

•пропионовокислое;

•спиртовое и др.

Суммарная реакция анаэробного гликолиза и молочнокислого брожения

глюкоза

ОН

молочная кислота

Анаэробный распад углеводов

Ферменты анаэробных гликолиза и гликогенолиза

1.Гексокиназа (глюкокиназа) (Mg2+) (2.7.1.1.) 2.Глюкозофосфатизомераза (5.3.1.9.) 3.Фосфофруктокиназа (Mg2+) (2.7.1.11.) 4.Фруктозо-1,6-дифосфатальдолаза (4.1.2.13.) 5.Триозофосфатизомераза (5.3.1.1.) 6.Глицеральдегидфосфатдегидрогеназа (1.2.1.12.) 7.Фосфоглицераткиназа (2.7.2.3.) 8.Фосфоглицеромутаза (Mg2+) (5.4.2.1.)

9.Енолаза (Mg2+; Mn2+) (4.2.1.11.)

10.Пируваткиназа (Mg2+; Mn2+; К+ или Na+) (2.7.1.40.)

11. Лактатдегидрогеназа (1.1.1.27.)

1а. Фосфорилаза (2.4.1.1.) и амило-1,6-глюкозидаза 1б.Фосфоглюкомутаза (2.7.5.1.)

Аэробный гликолиз и гликогенолиз

В аэробных условиях (при наличии

кислорода) распад глюкозы будет проходить в 3 стадии:

1 стадия: распад глюкозы не до молочной кислоты, а до пирувата.

2 стадия: окислительное декарбокси-

лирование пировиноградной кислоты.

3 стадия: цитратный цикл (общий путь

катаболизма).

1 стадия аэробного распада углеводов

Энергетический баланс аэробного гликолиза

1 стадия дает 8 молекул АТФ

2 стадия дает 6 молеул АТФ: 1 молекула

пвк образует при окислительном

декарбоксилировании 3 молекулы АТФ;

из 1 молекулы глюкозы образуется 2 молекулы пвк, следовательно 2х3= 6;

3 стадия дает 24 молекулы АТФ, т.к. в

цикл Кребса вступает 2 молекулы

ацетилКоА.

Итого: 38 молекул АТФ.

Молочнокислое брожение

•Известны две группы молочнокислых бактерий. Одни из них в процессе брожения углеводов образуют только молочную кислоту, другие из каждой молекулы глюкозы “производят” по одной молекуле молочной кислоты, этанола и СО2.

•Стадии молочнокислого брожения, катализируемые ферментами бактерий первого вида, аналогичны стадиям анаэробного гликолиза; второго типа - смесь реакций анаэробного гликолиза и спиртового брожения.

Спиртовое брожение

Суммарная реакция:

Заключительные стадии

спиртового брожения

•11 ст. Декарбоксилирование пвк

•12 ст. восстановление уксусного альдегида

Заключительные стадии уксуснокислого брожения

12 ст. Окисление уксусного альдегида

Глюконеогенез

Глюконеогенез – синтез глюкозы из неуглеводных продуктов (например:

молочная и пировиноградные кислоты, так называемые гликогенные аминокислоты, глицерин и др.).

Анаэробный распад углеводов

Пируваткиназная реакция в обратном направлении идет в 3 этапа:

• I этап. Карбоксилирование пирувата:

•II этап. Миграция оксалоацетата через мембрану митохондрий.Мембрана митохондрий непроницаема для образовавшегося оксалоацетата. В митохондриях он восстанавливается в малат:

•III этап. Образование 2-фосфоенолпирувата. Малат диффундирует через мембрану митохондрий, где он обратно окисляется в оксалоацетат, который затем превращается в 2-фосфоенолпируват. Все эти процессы катализирует один фермент - малатдегидрогеназа декарбоксилирующая оксалоацетат (КФ. 1.1.1.38):

Превращение фруктозо-1,6- дифосфата в фруктозо-6-фосфат

•Образование фруктозо-6-фосфата происходит без участия макроэргов под действием гидролитического фермента фруктозобисфосфатазы (КФ.

3.1.3.11)

Образование глюкозы из глюкозо-6-фосфата

•Эта реакция также происходит при участии гидролитического фермента, который называется глюкозо-6-фосфатаза (КФ. 3.1.3.9):

Суммарная реакция образования глюкозы из лактата (молочной кислоты):

2СН3-СН(ОН)-СООН + 4АТФ + 2ГТФ + 6Н2О

Д-глюкоза + 4АДФ + 2ГДФ + 6Н3РО4