 |
Обход десятой реакции гликолиза
|
|
|
|
Обход десятой реакции гликолиза
На этом этапе глюконеогенеза работают два ключевых фермента – в митохондриях пируваткарбоксилаза и в цитозоле фосфоенолпируват-карбоксикиназа, при этом в реакциях тратятся два макроэрга - АТФ и ГТФ.
В химическом плане обходной путь десятой реакции выглядит достаточно просто:
Упрощенный вариант написания обхода десятой реакции гликолиза
Однако дело в том, что пируваткарбоксилаза находится в митохондрии, а фосфоенолпируват-карбоксикиназа – в цитозоле. Дополняет проблему непроницаемость митохондриальной мембраны для оксалоацетата. Зато через мембрану может пройти малат, предшественник оксалоацетата по ЦТК.
Поэтому в реальности все выглядит более сложно:
1. В цитозоле пировиноградная кислота может появиться при окислении молочной кислоты и в реакции трансаминирования аланина. После этого пируват симпортом с ионами Н+, движущимися по протонному градиенту, проникает в митохондрии. В митохондриях пируваткарбоксилаза превращает пировиноградную кислоту в оксалоацетат.
Пируваткарбоксилазная реакция идет в клетке постоянно, так как оксалоацетат является главным регулятором скорости ЦТК. Реакция называется анаплеротической (пополняющей) реакцией ЦТК.
2. Далее оксалоацетат мог бы превратиться в фосфоенолпируват, но для этого сначала он должен попасть в цитозоль. Поэтому происходит реакция восстановления оксалоацетата в малат при участии малатдегидрогеназы. В результате малат накапливается, выходит в цитозоль и здесь превращается обратно в оксалоацетат.
Повернуть малатдегидрогеназную реакцию ЦТК вспять позволяет избыток НАДН в митохондриях. НАДН поступает из β -окисления жирных кислот, активируемого в гепатоците при голодании.
|
|
|
3. В цитоплазме фосфоенолпируват-карбоксикиназа осуществляет превращение оксалоацетата в фосфоенолпируват, для реакции требуется энергия ГТФ. От молекулы отщепляется тот же углерод, что и присоединяется.
Обход десятой реакции гликолиза
Обход третьей реакции гликолиза
Второе препятствие на пути синтеза глюкозы – фосфофруктокиназная реакция – преодолевается с помощью фермента фруктозо-1, 6-дифосфатазы. Этот фермент есть в почках, печени, поперечно-полосатых мышцах. Таким образом, эти ткани способны синтезировать фруктозо-6-фосфат и глюкозо-6-фосфат.
Обход третьей реакции гликолиза
Обход первой реакции гликолиза
Последняя реакция катализируется глюкозо-6-фосфатазой. Она имеется только в печени и почках, следовательно, только эти ткани могут продуцировать свободную глюкозу.
9. метаболизм кетоновых тел
Кетоновые тела, являясь продуктами жирового обмена, выполняют в организме функцию энергетического субстрата, т. е. источника энергии. К кетоновым телам относят -гидроксимасляную кислоту, ацетоуксусную кислоту и, как конечный (тупиковый) продукт – ацетон (диметилкетон). Это небольшие водорастворимые молекулы. Общая концентрация кетоновых тел в крови млекопитающих составляет около 5 мг% (у жвачных животных до 10 мг%). Синтезируются кетоновые тела в печени (в гепатоцитах) из ацетил-КоА. У жвачных животных отмечают также синтез кетоновых тел в слизистой оболочке преджелудков. bКетоновые тела, являясь продуктами жирового обмена, выполняют в организме функцию энергетического субстрата, т. е. источника энергии. К кетоновым телам относят
При выраженном углеводном голодании (белковый и белково-жировой рацион с недостатком углеводов), при нарушениях обмена углеводов (сахарный диабет) в результате клеточного голодания усиливается распад и использование жиров, что приводит к накоплению ацетил-КоА. Излишек молекул ацетил-КоА вовлекается в синтез кетоновых тел. Резкое увеличение концентрации кетоновых тел в крови приводит к развитию кетозов и кетоацидозов.
|
|
|
-метил-глютарил-КоА под действием лиазы распадается на ацетоуксусную кислоту и ацетил-КоА. Все указанные реакции протекают в матриксе митохондрий гепатоцитов. b-гидрокси-b-метил-глютарил-КоА. При этих реакциях освобождается две молекулы HS-КоА. Полученная молекула b-гидрокси-bДля синтеза кетоновых тел используется три молекулы ацетил-КоА. При конденсации двух молекул ац. -КоА образуется ацетоацетил-КоА; затем добавление третьей молекулы приводит к образованию
В цитоплазме клеток ацетоуксусная кислота при участии НАД-зависимой дегидрогеназы (НАДФ*Н2-гидроксимасляной кислоты или спонтанно декарбоксилироваться с образованием ацетона (диметилкетона). b) может восстанавливаться до
|
|
|
