81461

Аэробный распад — основной путь катаболизма глюкозы у человека и других аэробных организмов. Последовательность реакций до образования пирувата (аэробный гликолиз)

Доклад

Биология и генетика

Все ферменты катализирующие реакции этого процесса локализованы в цитозоле клетки. Реакции аэробного гликолиза Превращение глюкозо6фосфата в 2 молекулы глицеральдегид3фосфата Глюкозо6фосфат образованный в результате фосфорилирования глюкозы с участием АТФ в ходе следующей реакции превращается в фруктозо6фосфат. В ходе этой реакции катализируемой фосфофруктокиназой фруктозо6фосфат превращается в фруктозо16бисфосфат. Продукты реакции альдольного расщепления изомеры.

Русский

2015-02-20

220.81 KB

3 чел.

Аэробный распад — основной путь катаболизма глюкозы у человека и других аэробных организмов. Последовательность реакций до образования пирувата (аэробный гликолиз).

Аэробный распад глюкозы можно выразить суммарным уравнением:

С6Н12О6 + 6 О2 → 6 СО2 + Н2О + 2820 кДж/моль.

Этот процесс включает несколько стадий:

  1.  Аэробный гликолиз - процесс окисления глюкозы с образованием двух молекул пирувата;
  2.  Общий путь катаболизма, включающий превращение пирувата в ацетил-КоА и его дальнейшее окисление в цитратом цикле;
  3.  ЦПЭ на кислород, сопряжённая с реакциями дегидрирования, происходящими в процессе распада глюкозы.

Аэробным гликолизом называют процесс окисления глюкозы до пировиноградной кислоты, протекающий в присутствии кислорода. Все ферменты, катализирующие реакции этого процесса, локализованы в цитозоле клетки.

Этапы аэробного гликолиза

В аэробном гликолизе можно выделить 2 этапа.

  1.  Подготовительный этап, в ходе которого глюкоза фосфорилируется и расщепляется на две молекулы фосфотриоз. Эта серия реакций протекает с использованием 2 молекул АТФ.
  2.  Этап, сопряжённый с синтезом АТФ. В результате этой серии реакций фосфотриозы превращаются в пируват. Энергия, высвобождающаяся на этом этапе, используется для синтеза 10 моль АТФ.

Реакции аэробного гликолиза

 Превращение глюкозо-6-фосфата в 2 молекулы глицеральдегид-3-фосфата Глюкозо-6-фосфат, образованный в результате фосфорилирования глюкозы с участием АТФ, в ходе следующей реакции превращается в фруктозо-6-фосфат. Эта обратимая реакция изомеризации протекает под действием фермента глюкозофосфатизомеразы.

Затем следует ещё одна реакция фосфорилирования с использованием фосфатного остатка и энергии АТФ. В ходе этой реакции, катализируемой фосфофруктокиназой, фруктозо-6-фосфат превращается в фруктозо-1,6-бисфосфат. Данная реакция, так же, как гексокиназная, практически необратима, и, кроме того, она наиболее медленная из всех реакций гликолиза. Реакция, катализируемая фосфофруктокиназой, определяет скорость всего гликолиза, поэтому, регулируя активность фосфофруктокиназы, можно изменять скорость катаболизма глюкозы.

Фруктозо-1,6-бисфосфат далее расщепляется на 2 триозофосфата: глицеральдегид-3-фосфат и дигидроксиацетонфосфат. Реакцию катализирует фермент фруктозобисфосфатальдолаза, или просто альдолаза. Этот фермент катализирует как реакцию альдольного расщепления, так и альдольной конденсации, т.е. обратимую реакцию. Продукты реакции альдольного расщепления - изомеры. В последующих реакциях гликолиза используется только глицеральдегид-3-фосфат, поэтому дигидроксиацетонфосфат превращается с участием фермента триозофосфатизомеразы в глицероальдегид-3-фосфат. В описанной серии реакций дважды происходит фосфорилирование с использованием АТФ. Однако расходование двух молекул АТФ (на одну молекулу глюкозы) далее будет компенсировано синтезом большего количества АТФ

Превращение глицеральдегид-3-фосфата в пируват Эта часть аэробного гликолиза включает реакции, связанные с синтезом АТФ. Наиболее сложной в данной серии реакций является реакция превращения глицеральдегид-3-фосфата в 1,3-бисфосфоглицерат. Это превращение - первая реакция окисления в ходе гликолиза. Реакцию катализирует глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа, которая является NAD-зависимым ферментом. Значение данной реакции заключается не только в том, что образуется восстановленный кофермент, окисление которого в дыхательной цепи сопряжено с синтезом АТФ, но также и в том, что свободная энергия окисления концентрируется в макроэргической связи продукта реакции. Глицеральдегид- 3 -фосфатдегидрогеназа содержит в активном центре остаток цистеина, сульфгидрильная группа которого принимает непосредственное участие в катализе. Окисление глицеральдегид-3-фосфата приводит к восстановлению NAD и образованию с участием Н3РО4 высокоэнергетической ангидридной связи в 1,3-бисфосфоглицерате в положении 1. В следующей реакции высокоэнергетический фосфат передаётся на АДФ с образованием АТФ. Фермент, катализирующий это превращение, назван по обратной реакции фосфоглицераткиназой (киназы называются по субстрату, находящемуся в уравнении реакции по одну сторону с АТФ).

Образование АТФ описанным способом не связано с дыхательной цепью, и его называют субстратным фосфорилированием АДФ. Образованный 3-фосфоглицерат уже не содержит макроэргической связи. В следующих реакциях происходят внутримолекулярные перестройки, смысл которых сводится к тому, что низкоэнергетический фосфоэфир переходит в соединение, содержащее высокоэнергетический фосфат. Внутримолекулярные преобразования заключаются в переносе фосфатного остатка из положения 3 в фосфоглицерате в положение 2. Затем от образовавшегося 2-фосфоглицерата отщепляется молекула воды при участии фермента енолазы. Название дегидратирующего фермента дано по обратной реакции. В результате реакции образуется замещённый енол - фосфоенолпируват. Образованный фосфоенолпируват - макроэргическое соединение, фосфатная группа которого переносится в следующей реакции на АДФ при участии пируваткиназы (фермент также назван по обратной реакции, в которой происходит фосфорилирование пирувата, хотя подобная реакция в таком виде не имеет места).

Превращение фосфоенолпирувата в пируват - необратимая реакция. Это вторая в ходе гликолиза реакция субстратного фосфорилирования. Образующаяся енольная форма пирувата затем неферментативно переходит в более термодинамически стабильную кетофор-му.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

51493. Установка нескольких операционных систем на один жесткий диск 152.5 KB
  Если хотите использовать только операционные системы семейства Windows в том числе Windows 2000 или Windows XP то без менеджера загрузки можно обойтись каждая из этих ОС имеет встроенный менеджер загрузки который в начальной стадии запуска компьютера предлагает меню для выбора запускаемой операционной системы. Если же кроме Windows хотите использовать другие операционные системы например Linux то без менеджера загрузки вам не обойтись. Windows NT 2000 XP Различные версии Windows NT и Windows 2000 имеют следующие ограничения:...
51494. Установка нескольких операционных систем на разные жесткие диски 61 KB
  Предположим что в компьютере уже есть жесткий диск № 1 с тремя операционными системами: Windows 2000 в первом первичном разделе; Windows ХР во втором первичном разделе; Linux в логическом разделе. Допустим требуется подключить еще один чистый жесткий диск № 2 и установить на него следующие операционные системы: Windows XP в первый первичный раздел; Windows 2000 во второй первичный раздел Linux другую разновидность в логический раздел. Первичный раздел №1 Первичный раздел №2 Логические разделы Windows 2000 Windows XP Linux...
51495. Установка и настройка сервера Lotus Domino 1.55 MB
  Lotus Notes является платформой для построения приложений автоматизации управленческих и документных процессов. Особенностью системы является объектно-ориентированная архитектура, благодаря которой возможно создание информационных систем, автоматизирующих работу со сложно-структурированными данными и неформализованными динамическими процессами.
51496. Основы маркетинга 243.5 KB
  ОТКРЫТИЕ МАРКЕТИНГА Вступительная статья Это что ирония Отнюдь. На такой вывод наталкивает сам факт появления книги Основы маркетинга с переводом которой знакомит советского читателя издательство Прогресс. Ее автор Филип Котлер профессор маркетинга Северо-Западного университета США один из активных деятелей Американской ассоциации маркетинга.
51497. Социальные основы маркетинга: удовлетворение людских потребностей 411.5 KB
  Дать определение маркетинга и рассказать о его роли в экономике. Рассказать чего именно ждут от системы маркетинга покупатели продавцы и рядовые граждане. Повседневное воздействие маркетинга на потребителей Маркетинг затрагивает интересы каждого из нас в любой день пашей жизни.
51498. Системы маркетинговых исследований и маркетинговой информации 540.5 KB
  Рассказать о значении информации для фирмы. Маркетинговые исследования ― залог успеха шампуня и кремаополаскивателя Агри Шампунь Агри и кремополаскиватель Агри фирмы Джонсон вакс оказались двумя из самых успешных новинок последнего времени в категории средств личной гигиены. А для специалистов фирмы Фреда Нордина и Нила Деклерка за успехом этих товаров стоит почти десятилетие напряженного труда который называют еще проведением маркетинговых исследований. Отделу исследований и разработок фирмы дали задание создать обезжиренный...