 |
Химизм окислительной ветви ПФП
|
|
|
|
Химизм окислительной ветви ПФП
ОН О
Н – С/ ¾ ¾ ¾ ¾ С// ¾ ¾ ¾ ¾ ¾
ç ç ç
Н - С – ОН ç Н -С - ОН
ç ç НАДФ+ ç НОН
НО – С – Н О ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ® НО – С – Н О ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ®
ç ç Г-6-Ф-ДГ ç лактоназа
Н - С – ОН ç НАДФН(Н+) Н - С - ОН
ç ç ç
Н - С ¾ ¾ ¾ –ç Н - С ¾ ¾ ¾ ¾ ¾
ç ОН ç ОН
ç ç ç ê
СН2 – О – Р = О СН2 – О – Р = О
ç ê
|
|
|
ОН ОН
глюкозо-6-фосфат 6-фосфоглюконолактон
СООН СН2ОН
ç НАДФ+ ½
¾ ® Н – С – ОН ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ® С =О
ç 6 – ФГ – ДГ ½
НО - С – Н НАДФН(Н+) Н – С - ОН
ç СО2 ½
Н - С – ОН Н – С - ОН ОН
ç ½ ½
Н – С – ОН ОН СН2 – О – Р = О
ç ç ½
СН2 – О – Р = О ОН
ç
ОН
6- фосфоглюконат рибулозо -5- фосфат
Химизм неокислительной ветви ПФП
О
С//- Н СН2ОН
ç ½
Н - С – ОН С=О
ç ½
Н - С – ОН + НО-С -Н ТПФ
|
|
|
ç ½ ¾ ¾ ¾ ®
Н – С – ОН ОН Н-С-ОН ОН транскетолаза
ç ç ç ½
СН2 – О – Р = О СН2О – Р= О
ç ç
ОН ОН
рибозо-5-фосфат ксилулозо -5- фосфат
СН2ОН
½
С=О
О ½
С// - Н НО- С -Н
¾ ¾ ¾ ® ½ ½ ¾ ¾ ¾ ®
Н – С - ОН// ОН Н - С- ОН трансальдолаза
½ ½ + ½
СН2 – О – Р = О Н – С - ОН
½ ½
ОН Н – С – ОН ОН
½ ½
|
|
|
глицеральдегид-3-фосфат СН2О – Р = О
½
ОН
седогептулозо-7-фосфат
СН2ОН
О ½
С// –Н С=О
ç ½
¾ ¾ ¾ ® Н-С - ОН + НО-С -Н
½ ½
Н –С - ОН ОН Н - С-ОН
½ ½ ½
СН2 – О – Р= О Н – С - ОН ОН
½ ç ½
ОН СН2 – О – Р = О
|
|
|
½
эритрозо-4-фосфат ОН
фруктозо-6-фосфат
О
С//- Н СН2ОН
ç ½
Н - С – ОН С=О
ç ½ ТПФ
Н-С - ОН ОН + НО-С -Н ¾ ¾ ¾ ®
½ ½ ½ транскетолаза
СН2О – Р = О Н-С-ОН ОН
½ ½ ½
ОН СН2 –О – Р = О
½
ОН
эритрозо-4-фосфат ксилулозо-5-Фосфат
О
С//- Н СН2ОН
ç ½
|
|
|
Н - С – ОН ОН С=О
ç ½ ½
¾ ¾ ¾ ® СН2О – Р = О + НО-С -Н
½ ½
ОН Н-С-ОН
½
ГА-3-Ф Н-С -ОН ОН
ç ½
СН2 – О- Р = О
½
Ф-6-Ф ОН
Биологическая роль ПФП
Р-5-Ф используется для биосинтеза нуклеиновых кислот, нуклеотидов, нуклеозидов, нуклеозидтрифосфатов, коферментов нуклеотидного строения.
Окислительная ветвь интенсивно протекает в печени, жировой ткани, надпочечниках, молочной железе, эритроцитах, поскольку она поставляет НАДФН(Н+), необходимый для биосинтеза жирных кислот, гормонов стероидной природы, некоторых аминокислот.
Когда НАДФН(Н+) не используется для биосинтетических процессов, он может передавать свои протоны и электроны в дыхательную цепь через НАД:
НАДФН(Н+) + НАД+ ¾ ® НАДФ+ + НАДН(Н+)
Эту реакцию катализирует фермент трансгидрогеназа, локализованный во внутренней мембране митохондрий.
· ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ
Глюконеогенез – это метаболический путь синтеза глюкозы из веществ неуглеводной природы.
Основными неуглеводными предшественниками глюкозы являются L-лактат (образуется в ходе анаэробного распада углеводов), глицерин (образуется при распаде жиров), глюкогенные аминокислоты (образуются при распаде белков).
Главным местом глюконеогенеза является печень, в меньшей степени он идет в почках, мозге, скелетных и сердечной мышцах.
Схема глюконеогенеза
НАДН(Н+) АТФ, СО2 ГТФ
L-лактат ¾ ¾ ¾ ® пируват ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ® оксалоацетат¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ®
лактатДГ пируваткарбоксилаза ФЕПкарбоксикиназа
НАД+ АДФ, Н3РО4 ГДФ, СО2
Н2О АТФ НАДН(Н+)
ФЕП ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ® 2 – ФГ ¾ ¾ ¾ ® 3- ФГ ¾ ¾ ¾ ® 1, 3-ДФГ ¾ ¾ ¾ ® ГА-3-Ф;
енолаза ФГмутаза ФГкиназа ГА-3-Ф-ДГ
АДФ НАД+
ГА-3-Ф ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ® ДАФ; ДАФ + ГА-3-Ф ¾ ¾ ¾ ¾ ® Ф-1, 6-Ф ¾ ¾ ®
триозофосфатизомераза альдолаза
Н2О Н2О
¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ® Ф-6-Ф ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ® Г-6-Ф ¾ ¾ ¾ ¾ ® глюкоза
Ф-1, 6-Фаза глюкозофосфатизомераза Г-6-Фаза
Н3РО4 Н3РО4
Фермент глюкозо-6-фосфатаза содержится в печени, почках и кишечнике и отсутствует в тканях головного мозга и мышцах. Глюкозо-6-фосфат задерживается мышцами и мозгом, которые нуждаются в больших количествах топлива для генерирования АТФ. В то же время для печени глюкоза не является главным топливом. Печень запасает и высвобождает глюкозу прежде всего для удовлетворения потребности в ней других тканей.
Для синтеза 1 молекулы глюкозы из 2-х молекул L-лактата затрачивается 6 макроэргических фосфатных связей (4 АТФ и 2 ГТФ).
Глюкогенные аминокислоты вовлекаются в глюконеогенез на уровне пирувата (например, a-аланин) и оксалоацетата (например, аспартат). Глицерин включается в глюконеогенез на уровне ДАФ.
Глюконеогенез нельзя считать процессом, полностью обратимым гликолизу, так как в последнем 3 ферментативные реакции являются необратимыми – гексокиназная, фосфофруктокиназная и пируваткиназная. Они заменяются в глюконеогенезе обходными реакциями.
Вместо пируваткиназной реакции протекают пируваткарбоксилазная и фосфоенолпируваткарбоксикиназная.
СООН
СООН ½ СООН ОН
½ АТФ, СО2 С = О ГТФ ê ê
С = О ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ® ½ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ® С – О ~ Р = О
½ пируваткарбоксилаза СН2 фосфоенолпируваткарбокси- ê ê ê
СН3 АДФ, Н3РО4 ½ киназа ГДФ, СО2 СН2 ОН
пируват СООН
оксалоацетат фосфоенолпируват
Фосфофруктокиназная реакция заменяется фруктозо-1, 6-дифосфатазной, а гексокиназная – глюкозо-6-фосфатазной.
ОН
ê
СН2 – О – Р = О СН2 - ОН
ê ê ç
С = О ОН С = О
ê ç
НО – С - Н Н2О НО - С - Н
ê ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ® ç
Н - С – ОН фруктозо-1, 6-дифосфатаза Н - С - ОН
ê Н3РО4 ç
Н - С – ОН ОН Н - С – ОН ОН
ê ê ç ç
СН2 – О – Р = О СН2 – О – Р = О
ê ç
ОН ОН
фруктозо – 1, 6 – дифосфат фруктозо - 6 - фосфат
О О
С// – Н С// - Н
ç ç
Н - С – ОН H - С - ОН
ç Н2О ç
НО – С – Н ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ® НО - С - Н
ç глюкозо - 6 – фосфатаза ç
Н - С – ОН Н3РО4 Н - С - ОН
ç ç
Н - С – ОН ОН Н - С – ОН
ç ç ç
СН2 – О – Р = О СН2ОН
ç
ОН
глюкозо-6-фосфат глюкоза
Регуляция глюконеогенеза осуществляется на уровне: 1) пируваткарбоксилазной реакции, активаторами которой являются ацетил-КоА и АТФ; 2) фруктозо-1, 6-дифосфатазной, которая активируется АТФ и цитратом и ингибируется АМФ.
|
|
|
