Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Флавнновые ферменты. Химическая природа н роль.Флавиновые дегидрогеназы



составляют другую грушу дегидрогеназ Коферменгами для них являются флавинадениндидаклеотид (ФАД) или флавиномононуклеотид ГФМН) Эти коферменты являются производными рибофлавина (витамгна 82) Рибофлавин содержит циклическую юоагаюксазиновую группировку и остаток пятитомного спирта рибитола [7.8-диме-тил-10(Г-рибитил)изиал]юксазин] ФМН представляет совой ри-бофлавин-51-фосфат, а ФАД, кроме того, содержит остаток адениловой кислоты

Флавиновые коферменты прочно связаны с апоферментамн, следовательно, флавиновые дегидрогеназы ~ это сложные белки В ходе реакции отщепляемые от субстрата атомы водорода присоединяются к изоаллоксазиновой группировке кофермента

К флавиновьш ферментам, содержащим ФМН, принадлежит НАД-Н-дегидрогеназа, которая окисляет НАД-Н .Акцептором водорода в этой реакции служит кофермеит Q (убихинон), который в клетке может существовать в окисленной (убихинон Q) и восстановленной формах (убихинол QH2) НАД-Н-Дегидрогеназа переносит водород с НАД-Н на убихинон

НАД-Н+1 №- + Q -> НАД+ + QH2

При этом атомы водорода сначала присоединяются к ФМН в составе НАД-Н-дегидрогенязы (первая полуреакдия), а затем передаются на убихинон (вторая полуреакция)

Дегидрогеяюы содержащие ФАД, катализируют отщепление водорода от групп -CH2-CH2- с образованием двойной связи.

 

Цитохромы.

Электроны с восстановленного коэнзима переносятся по системе ферментов получивших название цитохромы на кислород и активируют его Протоны попадают в окружающую среду и соединяются с кислородом только после его активации.

Цитохромы окрашенные компоненты клеток содержащие в своей структуре геминовые коферменты Все цитохромы таким образом являются гемопротеидами. Гемопротеиды содержат в своей структуре железопорфериновую простетическую группу которая напоминает по своей структуре гем гемопюбина, но не идентично гему Отличие заключается в боковых цепях парфиринового ядра Каждая железопарфириновая группировка содержит атом железа за счет изменения валентности которою ферменты осуществляют перенос электронов Железо легко пеняет свою валентность и поэтому легко может выполнять электронотранспортную функцию

В рассматриваемой нами цепи переносчиков электронов с KoQH2 на кислород функционирует 5 цитохромов 1 из них объединяются 2 надмолекунярных комплекса

Первый из них именуемый KoQH2 цитохром-С-оксидоредуктаза содержит: цитохром в1, железосерный центр и цнтохром cl.



Функция железосерного комплекса перенос электронов с цитохрома в1 на цитохром cl За счет работы этого комплекса электроны с KoQH2 переносятся на железопорфериновую группировку цитохрома С восстанавливая в группировке атом железа

Второй цитохромный комплекс называется циозом-С-оксидаза и включает в себя 2 цитохрома а и второй цитохром аЗ Особенностью цитохрома аЗ является наличие иона Си причем 2 атома Электроны вначале поступают на железопорфериновую группировку цитохрома а затем они переносятся на атомы Си и лишь затем передаются на кислород

55. Гннтез и расщеп.тение гликоееиа

Повышение концентрации глюкозы в крови (например в результате ее всасывания из кишечника на высоте пищеварения) поступление глюкозы в клетку может увеличиваться и часть глюкозы может использоваться для синтеза гликогена

Накопление резерва углеводов в клетках в виде гликогена имеет преимущество по сравнению с накоплением глюкозы Поступившая в клетку глюкоза подвергается фосфорилированию с участием фермента гексокиназы или гюкокиназы. Образующаяся глюкоза-6-фосфат с участием фермента фосфоглюкомутаэы изомеризуется в глюкоза-1-фосфат Далее глюкоза-1-фосфат за счет энергии уридинтрифосфорной кислоты с участием фермента глюкоза-I-фосфат уридил трансфераза превращается в уридиндифосфоглюкозу Образующийся пирофосфат немедленно расщепляется пирофосфотазой

необратима - реакция термодинамического контроля УДФ глюкоза с участием фермента гликоген-синтетазы (этот фермент способен образовывать а-1,4-гликозидные связи в гликогене) включается в молекулу гликогена Фермент гликоген-синтетаза способен присоединять остатки к строящейся молекуле гликогена только путем образования а 1,4-гликозндной связи Следовательно с участием этого фермента может синтезироваться только линейный полимер Гликоген полимер разветвленный имеющий а-1,б-гликозидные связи в точках ветвления Оказывается для образования этих связей необходим еще один фермент получивший название фермента ветвления



Синтез гликогена идет во всех органах и тканях Однако наибольшее количество содержится в печени и мышцах Включение одного остатка глюкозы в молекулу гликогена сопровождается использованием двух макроэргических эквивалентов Необходима одна молекула АТФ и одна молекула УДФ Поэтому синтез гликогена может идти только при достаточной энергообеспеченности клеток, т е при высокой концентрации АТФ.

МОБИЛИЗАЦИЯ ГЛИКОГЕНА

Гликоген как резерв глюкозы накапливается в клетках в постадсорбционном периоде (после всасывания) и расходуется затем.

Расщепление гликогена в печени получило название мобилизация гликогена Происходит за счет фермента гликоген фосфорилазы Он

катализирует расщепление а-1,4-гликозидные связи в молекулах гликогена

Гликоген-» гл-1-ф <—> гл.-6-ф -> глюкоза + НзРО, (С,Н100,)п фосфородиз фосфоглюкомутаза глюкоза-6-фосфотаза

Ргуляция процессов синтеза и распада гликогена.

Сопоставим эти процессы. Эти процессы различны Это обстоятельство дает возможность раздельно регулировать синтез и распад гликогена Регуляция осуществляется на уровне 2 ферментов гликогенфосфорилазы и гликогенсинтетазы

Основным механизмом регуляции активаостн этих ферментов является их ковалентная модификация путем фосфорилирования - дефосфорилирования

Фосфорилированная фосфорилаза активна (отвечает за расщепление гликогена) ее называют фосфорилаза-А В то время как фосфоритрованная гяикогенсинтетаза неактивна ( активная форма отвечает за синтез) а дефосфоршппмванные формы наоборот Дефосфорилированная фосфорилаза неактивна - фосфорилаза-В

РАСПАД ГЛИКОГЕНА В ПЕЧЕНИ

Первичным сигналом стимулирующим мобилизацию гликогена в печени является снижение концентрации глюкозы в крови Если вы хотели есть, но вас отвлекли как ребенка и ничего не давать, то дальше он уже не просит есть Почему?

1. В ответ на это а-клетки островков Лангерганса панкреатической железы выбрасывают в кровь гормон ГЛЮКАГОН.

2. Глюкагон циркулирующий в крови взаимодействует со своим белком-рецептором находящимся на внешней стороне наружной клеточной мембраны и образует гормон-рецепторный комплекс

3. Затем с помощью специального механизма после образования гормон-рецепторного комплекса происходит активация фермента аденилатциклазы (G белки меняют свою конформацию и переводят в активную форму адекилатциклазу)

4. Активная форма начинает образовывать циклический АМФ из АТФ 5. ЦАМФ способен активировать еще один фермент - протеилкитза Этот фермент состоит из 4 субъединиц 2-х регуляторных и 2-х каталитических Две молекулы ЦАМФ присоединяются к регуляторньш субъединицам => происходит изменение конформации и высвобождаются каталитические субъединицы

6. Каталитические субъеднницы обеспечивают фосфорнлироваиие ряда белков, в том числе ферментов В частности они обеспечивают фосфорилирофание гликогенсинтетазы и это сопровождается блокированием синтеза гликоген Кроме этого происходит фосфорилирование киназы-фосфорилазы (слово киназа означает фосфорилироваиие) которая фосфорилирует пшкогекфосфоршшу Отсюда активация расщепления гликогена с выходом глюкозы в кровь

7. Выброшенная глюкоза в кровь увеличивает концентрацию доводя ее до нормальных величин Стимуляция расщепления гликогена в печени происходит так же за счет выброса адреналина


56. АЭРОБНЫЙ МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ

Анаэробное расщепление глюкозы до лактата(гликолиз)и гликогенолиз. Поскольку в ходе этого превращения используются молекулы восстановленного НАД которые образовались при окислении трифосфоглицеринового альдегида то система становиться независимой от киолдорода

Комбинация реакции в ходе которых окисление трифосфоглицеринового альдегида в 1,3 дифосфоглицерат генерирует восстановленный НАД используемый в дальнейшем для восстановления пирувата в лактат получило название - гликолитическая оксидоредукция

1-ый этап Окисление глюкозы до пирувата. Что здесь важно подчеркнуть По свременным представлениям 1 этап окисления люкозы протекает в цитозоле и катализируется

1 этап в свою очередь может быть разделен на е стадии В реакциях 1-ой стадии происходит:

а)фосфорилирование глюкозы

б) изомеризация остатка глюкозы в остатокфруктозы.

в) дополнительное фосфорилирование фруктозного остатка

г) расщепление гексозрого

Первая реакция катализируется ферментом гексокиназой. Эта реакция фосфорилирования глюкозы за счет энергии АТФ В ходе реакции теряется 5 ккал/моль и поэтому реакция в условиях клетки необратима

Вторая реакция изомеризация катализируется ферментом фосфогексоизомеразой. Превращением в фруктозу 6 фосфат

Третья реакция снова киназная которую катализирует фосфофруктокиназа Выделяется 3,4 ккал/моль практически в клетках необратима За счет энергии АТФ происходит фосфорилирование с образованием фруктоза б бифосфата

Четвертая реакция альдолазная катализируемая ферментам альдолазой Входе этой реакции происходит альдолазное расщепление фруктоза-6-бисфосфата. в итоге образуется 2 фосфотриозы.

Следующая реакция в ходе которои фосфодиоксиацетон изомеризуется с превращением трифосфоглицириновый альдегид Катализирует эту реакцию фосфотриоза-изомераза.

Вывод: Таким образом в ходе первой стадии затрач 1Вается 2 молекулы АТФ и оорачуется молекулы фосфоглицеринового альдегида Иногда эту стадию называют подготовительной Т е идет дальнейшая подготовка к окислению уже образующихся фосфотриоз.

На второй стадии первого этапа. Происходит окисление фоосфоглицеринового альдегида в пируват. Поскольку при распаде молекулы глюкозы образуется 2 молекулы фосфоглицеринового альдегида, то вдальнейшем при описании процесса мы должны учитывать это обстоятельство.

Первая реакция является окислительной. Мы о ней говорили когда расматривали

Дегидрогеназа трифосфоглицеринового альдегида. Одновременно участником реакции является фосфорная кислота Названный фермент является НАД зависимым т е одержи в качестве кофермента НАД Происходящий процесс окисления путем дегидрирования приводит

запасается в образующимся окисленном соединении называющимся 1,3 дифосфоглицерат.

Во второй реакции происходит образование АТФ Фермент катализирующий эту реакцию называется фосфоглицераткиназа В ходе этой реакции энергия вместе с фосфатной группой передается на АДФ образованием АТФ Образующееся оединение в ходе этои реакции это 3-фосфоглицерат.

В третей реакции катализируемои фосфоглицератмутазой происходит перенос фэсфатной группы от 3 углеродного атома ко 2-му углеродному атому. Образуется фосфоглицерат.

В четвертой реакции катализируемой ферментом енолазой, происходит перегруппировка связей и образование макроэргического соединения фосфоэнолпирувата(ФЭП). В ходе пятой реакции катализируемой ферментом пируваткиназой происходит перенос вместе с энергией фосфорильного остатка на АДФ с образованием АТФ. Образуется кетокислота простеишая извествой под названием пировиноградная кислота (пируват) Необратима т к сопровождаетсяч потерей 7,5 ккал/моль. На этом первый этап заканчивается.

 

57. Аэробный распад глюкозы. Основными из них являются анаэробные расщепление глюкозы до лактата(гликолиз) и гликогенолиз.

В анаэробных усповиях расщепление до лирувата идет аналогично аэробному пути окислению. Пировиноградная кислота за счет лактатдегидрогиназы с использованием восстановленного НАД восстанавливается до молочной кислоты. Поскольку в ходе этого превращения используются молекулы восстановленного НАД, которые образовались при окислении трифосфоглицеринового альдегида, то система становиться независимой от кислдорода.

Комбинация реакций в ходе которых окисление тряфосфоглкцеринового альдегида в 1,3 дифоофоглицерат генерирует восстановленный НАД, используемый в дальнейшем для восстановления пирувата в лактат подучило название - гликолитическая оксидоредукция.

Расщепление глюкозы до лактата сопровождается высвобождением примерно 1/12 части энергии заключенной в химической связи глюкозы. Тем не менее на каждую распавшуюся в ходе анаэробного гликолиза молекулу глюкозы клутка получает 2 молекулы АТФ. При гликогинолизе клетка получит 3 молекулы АТФ на каждый остаток глюкозы из молекулы гликогена. Почему 3 ? Потому, что фосфоролиз не требует АТФ в отличии от гексокиназной реакции, т.е. при гликогенолизе расходуется только 1 молекула АТФ, а 4 образуется.

Несмотря на очевидную невыгодность в отношении количества высвобождаемой энергии анаэробный гликолиз и гликогенолиз позволяет клеткам существовать в условиях отсутствия кислорода.

Когда такие ситуации возникают?

Во-первых анаэробный путь окисления глюкозы обеспечивает энергией в условиях высокой экстренно возникающей нагрузке. Во-вторых эти процессы играют большую роль в обеспечении клеток энергией при

выраженным расстройством гемодинамики. Суммарное уравнение гликолиза

гл. + 2АДФ + 2Н3РО4 -> 2лактат + 2АТФ + 2НгО Сгл-3,3 - 5,5 норма Споч.порог= 9,0 млмоль/литр

 


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2017 год. Все права принадлежат их авторам!