Главная страница

Углеводы. Метаболизм углеводов Гликозидазы гидролитические ферменты , и амилазы, мальтаза, инулиназа, сахараза, лактаза и др


Скачать 426.64 Kb.
НазваниеМетаболизм углеводов Гликозидазы гидролитические ферменты , и амилазы, мальтаза, инулиназа, сахараза, лактаза и др
АнкорУглеводы
Дата12.04.2023
Размер426.64 Kb.
Формат файлаpptx
Имя файлаУглеводы.pptx
ТипДокументы
#1055946

Метаболизм углеводов

Гликозидазы – гидролитические ферменты: α-, β- и -амилазы, мальтаза, инулиназа, сахараза, лактаза и др.

  • гликолиз;
  • гликогенолиз;
  • пентозомонофосфатный путь;
  • глюконеогенез;
  • гликогеногенез.

Глюкозо-6-фосфатключевой метаболит углеводного обмена


глюкоза

гликоген







Глюкозо-



Пентозофосфатный путь

Пентозы

6-фосфат





и другие

сахара

пируват









Цикл Кребса

лактат

СО2 и Н2О

гликогенолиз гликогеногенез

гликолиз



глюконеогенез

гликогенолиз глюконеогенез

гликолиз гликогеногенез

Е: гексокиназа

Е: гексокиназа

глюкоза + АТФ глюкозо-6-Ф + АДФ


CH2OPO3H2
  • в анаэробных условиях образуется молочная кислота (лактат);
  • в аэробных – пировиноградная кислот (пируват).
  • Локализация процесса – цитоплазма.

Значение гликолиза

  • Промежуточные метаболиты являются предшественниками для синтеза аминокислот, азотистых оснований, липидов и др.
  • Окисление глюкозы сопровождается образованием АТФ путем субстратного фосфорилирования.
  • В анаэробных условиях гликолиз – это единственный процесс в клетках, приводящий к образованию АТФ
  • В аэробных условиях образующийся пируват поступает в цикл Кребса, где происходит дальнейшее полное окисление глюкозы до СО2, Н2О и выделяется большое количество энергии.

Гликолиз – дихотомический путь катаболизма глюкозы

В анаэробных условиях (11 реакций)

С6Н12О6 + 2 АДФ + 2 Н3РО4

глюкоза

2 СН3СНОНСООН + 2АТФ + 2Н2О

лактат

В аэробных условиях (10 реакций)

С6Н12О6 + 2 АДФ + 2 Н3РО4 + 2НАД+

глюкоза

2 СН3СОСООН + 2АТФ + 2Н2О + 2НАДН.Н+

пируват

 Подготовительная стадия

(стадия активации глюкозы):

– 5 реакций;

– 1 молекула гексозы (глюкозы) расщепляется на 2 молекулы фосфотриоз (2 глицеральдегидфосфата)

Стадия генерации АТФ:

– 6 (5) реакций;

– энергия окислительных реакций трансформируется в химическую энергию АТФ (в реакциях субстратного фосфорилирования)

Подготовительная стадия:

  • Необратимое образование глюкозо -6-фосфата.
  • Необратимое образование фруктозо-1,6-дифосфата. (ключевая реакция, ключевой фермент).
  • Стадия генерации АТФ:

  • Обратимая реакция гликолитической оксиредукции
  • Обратимая реакция образования фсофглицерата их дифосфоглицерата, сопровождающаяся субстратным фосфорилированием.
  • Необратимая реакция образования пирувата из фосфоенолпирувата, сопровождающаяся субстратным фосфорилированием.
  • Механизм регуляции активности ключевых ферментов гликолиза – аллостерический.

Энергетический баланс гликолиза

В анаэробных условиях

Расход АТФ:

Образование АТФ:

Суммарно2 молекулы АТФ.

Расход АТФ:

Образование АТФ:

4 молекулы АТФ образуется в реакциях субстратного фосфорилирования в процессе окисления двух молекул фосфотриоз,

6 молекул АТФ образуется в ходе окислительного фосфорилирования (при передаче е- в дыхательную цепь митохондрий от НАДН).

Суммарно – 8 молекул АТФ.

ГЛИКОГЕНОЛИЗ

Гликогенолиз – расщепление гликогена по дихотомическому (гликолитическому) пути.

Внутриклеточное расщепление гликогена происходит путем фосфоролиза, в результате которого образуется глюкозо-1-фосфат.

Энергетический баланс гликогенолиза

Расход АТФ:

в подготовительной стадии гликогенолиза затрачивается 1 молекула АТФ на фосфорилирование фруктозо-6 фосфата.

Образование АТФ:

Суммарно3 молекулы АТФ.

Регуляция гликогенолиза

Сложный многоступенчатый (каскадный) процесс, контролируемый гормонами и нейромедиаторамиучастием вторичных посредников цАМФ, Са2+).

Ключевой фермент (регуляторный) – гликогенфосфорилаза.

  • Активаторы гликогенолиза: адреналин, глюкагон, норадреналин и др.
  • Ингибиторы гликогенолиза: инсулин, простагландины гр.Е и др.

глюконеогенез

глюконеогенез

 Глюконеогенез – синтез глюкозы из неуглеводных соединений по пути обратимых реакций гликолиза.

Необратимые реакции гликолиза «преодолеваются» обходными путями глюконеогенеза.

Глюконеогенез

Глюконеогенез

2 Пируват + 4АТФ + 2ГТФ + 2НАДН.Н+ →

→ Глюкоза + 4АДФ + 2ГДФ + 6Н3РО4+ 2НАД+

гликогеногенез

гликогеногенез

 Гликогеногенез – синтез гликогена из глюкозы.

Стадии синтеза цепи гликогена

  • Синтез олигосахарида (nmin = 11) – удлинение цепи с образованием 1,4-связей.
  • Перенос части олигосахарида (nmin = 6) на затравочную цепь с образованием 1,6-связи – образуется новая ветвь.
  • Удлинение цепей (новой ветви) с образованием 1,4-связей.
  • ⅓ гликогена в организме накапливается в печени. Необходим для поддержания уровня глюкозы в крови (гликоген→глюкозо-6-фосфат→ глюкоза).
  • ⅔ гликогена в организме откладывается в мышцах. Необходим для восполнения энергетических потребностей организма. В глюкозу не превращается.

  Гранулы гликогена

в гепатоцитах

ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЕ ПИРОВИНОГРАДНОЙ КИСЛОТЫ

Мультиферментный пируватдегидрогеназный комплекс

Локализация: матрикс митохондрий.


ФЕРМЕНТЫ

КОФАКТОРЫ

пируватдегидрогеназа (Е1)

дигидролипоилацетил- трансфераза (Е2)

дигидролипоилдегидрогеназа (Е3)

Тиаминпирофосфат (ТПФ)

Липоевая кислота (ЛК)

 

ФАД

HS-КоА

НАД+

Энергетический баланс

окислительного декарбоксилирования пирувата:



3 АТФ (образуются при передаче восстановительных эквивалентов от восстановленного НАДН в электронтранспортную цепь митохондрий)

Цикл Кребса


Ханс Кребс

(1900-1981)

В 1953 году (совместно с Ф.-А. Липманом) удостоен Нобелевской премии в области физиологии и медицины за открытие цикла лимонной кислоты
  • Цикл Кребса (цикл трикарбоновых кислот, цикл лимонной кислоты) – конечный катаболический путь окисления всех соединений в аэробных условиях.
  • Универсальный механизм окисления у всех живых организмов.
  • Амфиболический метаболический путь.
  • Локализация цикла – матрикс митохондрий.
  • СН3СОS-КоА + 3НАД+ + ФАД + ГДФ + Фн →

    → 2СО2 + HS-КоА + 3НАДН.Н+ + ФАДН2 + ГТФ


Жирные кислоты,

стероиды

Глутамат

Аминокислоты,

нуклеотиды

Аминокислоты,

пропионилКоА

Аминокислоты

Углеводы

Аспартат

Аминокислоты,

пиримидины

Углеводы, липиды, аминокислоты

Жирные кислоты, стероиды

Протопорфирины

(гем)
    • Лимитирующий фактор цикла Кребса – доступность оксалоацетата.
    • Источники оксалоацетата:

    • глюкоза (карбоксилирование пирувата, образующегося из глюкозы);
    • аспарагиновая кислота (переаминирование);
    • фруктовые кислоты (яблочная, лимонная).
    • Аллостерическая регуляция ферментов:

Ингибиторы

Активаторы

Цитратсинтаза

цитрат, АТФ, НАДН

Изоцитрат-дегидрогеназа

АТФ, НАДН

АМФ, АДФ

α-Кетоглутарат-дегидрогеназа

Сукцинил-КоА, НАДН

цАМФ
  • Гормональный контроль цикла:
    • Инсулин, адреналин активируют цикл Кребса, т.к. инициируют аэробный распад глюкозы;
    • Глюкагон – тормозит цикл Кребса, т.к. стимулирует синтез глюкозы.

НАДН цитоплазматический не может проходить через митохондриальную мембрану!

В зависимости от того, каким путем цитоплазматический НАДН передает 2е- в ЭТЦ митохондрий количество АТФ может изменяться (36 АТФ).


цитоплазма

митохондрии

Диоксиацетон-3-фосфат

Диоксиацетон-3-фосфат

НАДН.Н+

ФАДН2

НАД+

ФАД

Глицерол-3-фосфат

Глицерол-3-фосфат

Фермент:

глицерол-3-фосфат-дегидрогеназа

* функционирует в клетках скелетных мышц и мозга

цитоплазма

митохондрии

Малат

НАД+

НАДН.Н+

Малат

НАД+

НАДН.Н+

Оксалоацетат

Глутамат

Оксалоацетат

Глутамат

α-кетоглутарат

α-кетоглутарат

Аспартат

Аспартат

* Функционирует в клетках печени, сердечной мышцы и др.

Фермент: малат-дегидрогеназа


написать администратору сайта