Схема общих путей катаболизма

Если в процессе катаболизма образовавшийся ПВК для дальнейшего окисления должна перейти а ацетил КоА. Этот процесс называется окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты. В этом процессе два вида реакций окисления и отсуствие СО2. Полиферментативный комплекс пируватдегидрогеназный имеет массу 6*106 дальтон, включает в себя три вида ферментов и 5 ко-ферментов, 2 ко-фермента находятся в свободном состоянии и присоединяются только в момент реакции.

Общий вид реакции:

Е1 – пируватдегидрогеназа, пируватдекарбоксилаза (содержит В1) – прочно связан с коферментом ТДФ, ТПФ

Е2 – дегидро-гипоксил-ацетил-трансфераза

Е3 – дигидро-липоил-дегидрогеназа – ФАД (В2)

Е4- НАД (РР)

Е5 – НSКоА (В3)

Окислительное декарбоксилирование ПВК протекает в несколько стадий:

Биороль декарбоксилирования пирувата.

Важный этап катаболизма, позволяет включаться в цикл Кребса тем веществам, при распаде которых образуется ПВК. Образовавшееся молекула НАДН2 которая окисляется в дыхательной цепи и образуется 3 молекулы АТФ. Окислительное декарбоксилирование пирувата протекает внутри митохондрий.

Регуляция пируват дегидрогеназного комплекса осуществляется путем фосфолирирования, дефосфолирирования

Активирует ПДК-АДФ и НАДФ окисленные. Ингибиторами этого комплекса является АТФ и НАДН2-восстановленый.

Характеристика коферментов.

Имеет в своем составе пять витаминов:

1. Липоевая кислота – витаминоподобное вещество представляет собой восьми углеродную жирную кислоту с двумя SH группами. Биороль: является коферментом ПДК, участвует в окислении α-кето-кислот.

2. НSКоА– является нуклеотидом и в своем составе содержит: аденин, рибозу, две фосфорные кислоты, пантотеновую кислоту, тиоэтаноламин. Пантотеновая кислота является витамином который в свою очередь включает β-аланин и производные масляной кислоты. Распространен в животных и растительных продуктах. Суточная потребность до 10 мг. Биороль: входит в состав КоА и участвует в оксилительном декарбоксилировании α-кето-кислот. Участвует в активации жирных кислот. Авитаминоз проявляется дерматитом, депигментацией волос, поражением нервной системы.

3. Тиаминдифосфат – содержит витамин В1, который включает в свой состав пиримидиовое кольцо и имеет аммонийную группу. Суточная потребность 2 мг, содежится в злаках, дрожжах. Биороль: входит в состав софермента ТДФ и участвует в окислительном декарбоксилировании α-кето-кислот, является коферментом окисления глюкозы по пентозофосфатному пути. Авитаминоз проявляется полиневритами (бери-бери).

Ацетил КоА окисляется в цикле трикарбоновых кислот. В этом цикле происходит полное окиление ацетил КоА. Цикл начинается с взаимодействия ацетил КоА с щавеливоуксусной кислотой, а заканчивается образованием ЩУК.

Биологическое значение цикла Кребса:

  1. Энергетическая функция – этот путь протекает в митохондриях. Энергетическая эффективность выражается молекулами АТФ. 1 молекула ГТФ (СТК).

В цикле Кребса выделяют 3 реакции:

3RH2 + НАД→3R+3НАДН2

  1. ИзоцитратДГ реакция
  2. кетаглютаратДГ комплекс
  3. малатДГ реакция

Эти 3НАДН2 в последующим окисляется в длинную ЦПЭ, давая каждой НАДН2 энергию для 3АТФ→9ФТФ.

В ЦТК

RН2+ФАД→R+ФАДН2

ФАДН2 окисляется в короткой ЦПЭ, давая энергию для синтеза 2 АТФ.

11АТФ. В ЦТК непосредственно образуется 1 макроэрг – ГТФ

1ГТФ=1АТФ

12АТФ

В итоге общая энергетическая эффективность ЦТК=12 молекулам АТФ

Регуляция активности ЦТК

Ключевыми ферментами являются цитратсинтетаза и изоцитратДГ. Они ингибируются высокой концентрацией АТФ и НАДН2.

Активаторами этих ферментов являются АДФ и НАД окисленный.

  1. Выполняет анаболическую функцию. Она заключается в том, что некоторые метаболиты цикла Кребса не окисляются в нем , а используются для синтеза новых веществ.

Например, альфакетоглютаровая→глютаминовая кислота.

сукцинилКоА используется на синтез гема

АцетилКоА идет на синтез жирных кислот, холестерина.

ЩУК→синтез асп кислоты.

  1. Осуществляет взаимосвязь обмена белков, жиров, углеводов.

АК↔ Цикл Кребса↔ УВ

↕

липиды

  1. Лимитирующим местом цикла Кребса являются запасы щавелевой кислоты. Запасы щавелевоуксусной кислоты могут пополнятся 2 путями:

Аспарагиновая кислота→-NН3,+Н2ОЩУК

ПВК →+со2 ЩУК