Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Цикл трикарбоновых кислот.



-этап катаболизма У, Ж, Б, в аэробных условиях.

Реакции ЦТК протекают, как и образование ацетил-КоА, в митохондриях, в отличие от гликолиза, которое протекает в цитозоле.

Реакции ЦТК

1). Реакция конденсации

СН3Со~S-КоА + СООН СООН

Ацетил-КоА | |

С=О цитрат синтаза СН2 + НS· КоА

| ¦ |

СН2 ОН - С-СООН

| |

СН-СООН СН2

ЩУК(оксалоацетат) |

СООН цитрат

Цитратсинтаза катализирует гидролиз макроэргической связи ацетил КоА, за счет энергии гидролиза обеспечивается протекание ферментативного катализа.

2). Реакция дегидратации

СООН СООН

– Н2О | +Н2О |

¦ СН2 D СН2

цитрат аконитат гидратаза | - Н2О |

! С-СООН СН - СООН

2О || |

СН СН-ОН

| |

СООН СООН

цис-аконитат изоцитрат

гидроксильная группа присоединяется к другому углеродному атому.

3).Реакция окисления и декарбоксилирования.

Е- изоцитратдегидрогеназа

Происходит перенос протона и двух электронов на молекулу НАД и освобождение второго протона, т.е. дегидрирование изоцитрата

 

Изоцитрат + НАД (НАДФ) D СООН

|

(СН2)2 + НАД·Н2 + СО2

|

С=О

|

СООН

a-кетоглутарат

4. Окислительное декарбоксилирование.

a-кетоглутарат СООН

a-кетоглутарат + НS-КоА + НАД дГ – комплекс | ¦ (СН2)2 +

|

О= С ~ S-КоА сукцинил КоА

5. Реакция расщепления.

сукцинил КоА- СООН

сукцинил КоА + ГДФ + Фн синтетаза |

¦ (СН2)2 + ГТФ + НS·КоА

|

СООН янтарная кислота (сукцинат)

5а реакция субстратного фосфорилирования (Е нуклеозиддифосфаткиназа)

ГТФ + АДФ D АТФ + ГТФ

Происходит перенос макроэргической связи с сукцината на молекулу ГДФ с образованием ГТФ и сукцината (субстратное фосфорилирование)

6. Реакция дегидрирования

сукцинат дГ СООН

сукцинат + ФАД D |

СН + ФАД·Н2

||

СН

|

СООН

фумаровая кислота (фумарат)

после восстановления ФАД происходит пернос протонов и электронов с него в дыхательную цепь при участии коэнзима Q. При этом осуществляется регенерация простетической группы фермента.

 

7.Реакция гидратации. СООН

фумарат гидратаза |

фумарат + Н2О D НО - СН + ФАД·Н2

|

СН2

|

СООН

Яблочная к-та (малат)

Положительно заряженный атом углерода взаимодействует с -ОН группой, сначала за счет электростатических сил, а затем образуется сигма связь с атомом кислорода.

8. Реакция окисления.

Фермент осуществляет перенос Н с -ОН и близлежащего углеродного атома на НАД с дальнейшим поступлением в дыхательную цепь

митохондриальная СООН

Малат + НАД НАД – завис. малатДГ |

D С=О + НАД·Н2

|

СН2

|

СООН ЩУК(оксалоацетат).

Т. о., за один оборот цикла происходит полное окисление одной молекулы ацетил – КоА.

Суммарное уравнение превращения ацетил – КоА ферментами ЦТК:

СН3СО~SКоА+2Н2О + Фн. + АДФ ¦ 2СО2 + 3НАД·Н2 + ФАД·Н2 + АТФ + КоА·SH ферменты ЦТК

 

Всего (включая окислительное декарбоксилирование ПВК) образуется 4 мол. НАД·Н2 и 1 мол. ФАД·Н2, которые поступают в матрикс митохондрий и дифундируют к ее внутренней мембране, окисляются соответствующей ДГ-зой.

При окислении 1 мол. НАД·H2 образуется 3 мол. АТФ;

1 мол ФАД · Н2 – 1мол. АТФ;

ПВК: 1 мол. НАД·H2 ¦ 3 мол АТФ

ЦТК: 3 мол. НАД·H2 ¦ 9 мол АТФ

1 мол. ФАД·Н2 ¦ 2 мол. АТФ

Субстратное фосфорилирование ¦ 1 мол. АТФ

Всего образуется 15 мол. АТФ.

 

ЛЕКЦИЯ 11

ОБМЕН УГЛЕВОДОВ

Углеводы, их классификация.

Углеводы – это органические соединения, содержащие альдегидную или кето- группы, и являющиеся производными многоатомных спиртов.

Термин «углеводы» предложен в 1844г. К. Шмидтом, т.к. в то время полагали, что их общая формула представляет собой: Сх(Н2О) n – т.е. углерод + вода. Дальнейшие исследования показали, что это не так. Например: формула дезоксирибозы С5Н1oО4. Поэтому позднее было предложено этот класс веществ называть глицидами. Углеводы широко распространены в природе. В растениях их соединения ~ 80%, в тканях животных всего ~ 2%. Для животных организмов их значение велико.

Функция углеводов.

- энергетическая: при окислении У выделяется энергия, используемая в биохимических реакциях (при распаде 1г У выделяется ~ 4,1% ккал).

- пластическая: продукты обмена У являются источниками для синтеза Ж, Б, НК, АК.

- опорная: целлюлоза оболочек растительных клеток образует опорные ткани растений.

- защитная: У учувствует в построении клеточных мембран.

 

Классификация углеводов

Моносахариды – это производные многоатомных спиртов, у которых одна гидрокси-группа (ОН) замещена на карбонильную С=О- (альдегидную или кето) группу. Если карбонильная группа находится в коне цепи, то моносахарид представляет собой альдегид и называется альдозой, при любом другом положении моносахарид является кетоном и наз-ся кетозой.

 

Номенклатура: наименования моносахарам дают в зависимости от числа атомов С + окончание – оза. З атома С - триоза, 4 - тетроза, 5 - пентоза, 6 - гексоза, 7 - гептоза, и т.д.

Н2С - ОН Н2С – ОН Н С = О

| | |

С = О ! НС – ОН " НС­­­­­* - ОН

| | |

Н2С – ОН Н2С – ОН СН2 ОН

дегидроксиацетон трехатомный спирт глицеральдегид

(кетотриоза) (глицерин) (альдотриоза).

 

- Моносахара обладают оптической активностью и пространственной изомерией.

N=2n, где N – число изомеров, n - количество хиральных атомов.

Т.о. у альдотриозы м.б. 2­1=2 изомера.

- Если ОН-гр. у последнего хирального атома С находится слева, то это L – ряд, а если справа, то это моносахара Д-ряда. У нас изображен Д – глицеральдегид.

, D- глюкопираноза

- Если раствор этого соединения вращает плоскость поляризованного луча вправо, то обозначает «+», а если влево, то знаком «-». Направление угла вращение заранее непредсказуемо: например природная глк (+), а фрк (-).

- Формулы моносахаридов м.б. линейными и циклическими. Их называют соответственно формулами Фишера и Хеуорса.

- В зависимости от того, ОН-гр. какого из углеродов атомов участвует в образовании полуацетеля, могут образоваться пяти – или шестичленные циклы, которые по аналогии с органическими соединениями называются фуранозными или пиранозными структурами.

- В циклических молекулах пентоз и гексоз появляется еще один хиральный атом и новая пара изомеров (α- и ß- формы). Если Он-гр. у С1­ располагается над плоскостью, то это ß- форма, а если под плоскостью, то это α -форма.

 

Олигосахариды – это сложные молекулы, содержащие в своем составе от 2-х до 10 мономеров звеньев.

Различают дисахариды, трисахариды и т.д.

Дисахариды– это сложные молекулы, которые при гидролизе распадаются на 2 молекулы моносахаридов.

Мальтоза – состоит из 2-х молекул α-глюкозы, соединенных 1"4 гликозидной связью

(мальтоза)

α -Д-глюкопиранозил (1"4) α –Д-глюкопираноза

Изомальтоза –состоят из 2-х молекул α -Д-глюкозы, (1"6) гликозидной связью

α -Д-глюкопиранозил (1"6) α –Д-глюкопираноза

Целлобиоза – состоит из 2-х молекул ß-глюкозы, соединненых 1"4 глик. связью

ß-целлобиоза (1"4)

Сахароза – состоит из α-глюкозы и ß-фруктозы, соединенных 1"2 гликозидной связью

(сахароза)

α -Д-глюкопиранозил (1"2) ß –Д-глюкофуранозаранозид

 

Трисахариды – раффиноза (фруктоза+глюкоза+галактоза)

Полисахариды – это глициды, содержащие от 10 до несколько тысяч мономеров.

По строению высшие полиозы делят на следующие группы:

I. Гомополисахариды, состоящие из остатков одного какого-либо моносахарида:

а) из остатков глюкозы — крахмал, гликоген, декстран, целлюлоза и др.;

б) из остатков маннозы, галактозы, ксилозы, L-арабинозы — маннаны, галактаны, ксиланы, арабаны;

в) из остатков галактуроновой кислоты — пектиновые вещества;

г) из остатков глюкозамина — хитин насекомых и грибов

II. Гетерополисахариды, состоящие из остатков различных моносахаридов и их производных:

а) гемицеллюлозы(в-ва крови);

б) камеди, слизи;

в) мукополисахариды или протеиногликаны (свободные и связанные с белками, например, в гликопротеинах: гепарин, хондроитинсульфаты, групповые вещества крови).

По биологическим функциям высшие полиозы делят на следующие группы:

I. Структурные полисахариды, играющие опорную роль в организмах растений и животных: целлюлоза и пектиновые вещества растений, хитин насекомых и грибов.

П. Резервные полисахариды, являющиеся источником энергии для живых организмов: крахмал, гликоген, инулин.

 

Крахмал [C6 H10 O5]n; Мr 105 – 107 Д. Это резервный гомополисахарид, состоит из 2-х гомополисахаридов; амилозы – линейной формы, и амилопектина – разветвленной формы. Доля амилозы ~10-30%, сод. до 1 тысяч остатков глк. в амилопектине (его доля в крахмале ~ 90-70%) глюк. остатков в 20-30 раз больше. Остатки глк в амилозе и линейных участках амилопектина соединяется 1"4 гликозидной связью; в (·) разветвления 1"6 гликозидной связью.

Амилопектин амилоза

Гликоген – главный энергетический резерв человека и животных. Особенно много его в печени (до 10%) и мышцах (до 4% от сухой массы). Состоит также из амилопектина, только молекула более компактная, т.к. имеет более разветвленную структуру. [C6 H10 O5]n – формула аналогична формуле крахмала. Mr 105 – 108Да

Крахмал и гликоген при кислотном гидролизе распадаются сначала на декстрины, затем на дисахариды – мальтозу и изомальтозу, затем на две глк.

Целлюлоза (клетчатка) – это структурный полисахарид растительного происхождения, состоящий из ß - D – глюкопиранозных остатков, соединенных 1"4 гликолизидной связью. Mr=1-2млн Да. В организме человека и животных не переваривается; т.к. отсутствует фермент ß–глюкозидаза. В присутствии в пище оптимального количества целлюлозы формируются каловые массы.

 

Обмен углеводов

Складывается из

1) расщепления полисахаридов в ЖКТ до моносахаров, которые всасываются из кишечника в кровь;

2) синтеза и распада гликогена в тканях;

3) анаэробного и аэробного расщепления глк;

4) взаимопревращения гексоз;

5) аэробного метаболизма ПВК;

6) глюконеогенеза - синтеза глк из неуглеводных компонентов – ПВК, лактата глицерина, АК и др. источников.

Основной метаболит в обмене углеводов – это глюкоза.

Её источники: 1) углеводы пищи

2) гликоген

3) ПВК, АК, глц и т.д.

Переваривание углеводов (крахмала).

1. Ротовая полость. Слюна содержит ф-т амилазу α, ß, γ (различаются по конечным продуктам их ферментативного действия).

α–амилаза – это эндоамилаза, которая действует на 1"4 внутренние связи полисах.

ß- и γ-амилазы – это экзоамилазы – расщепляют концевые 1"4 связи

ß–амилаза – дисахарид мальтозу;

γ амилаза – один за другим концевые остатки глк.

Амилаза слюны представлена только α–амилазой, поэтому результатом ее действия являются крупные обломки гликогена и крахмала – декстрины и в небольшом количестве мальтоза.

2. Желудок. Далее пища, более или менее смоченная слюной, поступает в желудок. В результате кислой среды желудка (рН 1,5 – 2,5) α–амилаза слюны инактивируется. В глубоких слоях пищевого комка действие амилазы продолжается и происходит расщепление полисахаридов с образованием декстринов и мальтозы. В самом желудке распада У нет, т.к. здесь отсутствует специфические энзимы.

3. Основной этап расщепления У происходит в 12 перстной кишке.

В просвет кишечника выделяется панкриатическая α-амилаза (рН – 7). Панкреатическая амилаза расщепляет только 1"4 гликозидные связи. Но, как известно, молекула гликогена разветвленная. В точках ветвления 1"6 гликозидной связи, на нее воздействует специфические ф-ты: (глюкоза) олиго–1,6–глюкозидаза и (крахмал) амило-1,6–глюкозидаза. В кишечнике под действием этих 3-х ф-тов У расщепляются до дисахаридов (мальтоза и др.). На связи в дисахаридах эти ферменты не воздействуют. Для этих целей в кишечнике существует свои ферменты: их название – корень дисахарида + аза: мальтаза, сахараза и т.д. В результате суммарного воздействия этих Е образуется смесь моносахаридов – глк, галактоза, фруктоза. Основную массу составляет глюкоза.

4.Всасывание глк происходит за счет активного транспорта с Na+. Глк + Na+ образует комплекс, который поступает внутрь клетки, здесь комплекс распадается, Na+ выводится наружу. Другие моносахара всасываются диффузно (т.е. по градиенту концентрации). Поступающая из просвета кишечника глк большей частью (> 50%) с кровью воротной вены поступает в печень, остальная глк через общий кровоток транспортируется в другие ткани. Концентрация глк в крови в норме поддерживается на постоянном уровне и составляет 3,33 – 5,55 мкмоль/л, что соответствует 80-100 мг в 100 мл. крови. Транспорт глк в клетки носит характер облегченной диффузии, но в многих клетках регулируетсягормоном поджелудочной железы инсулином (исключение – мозг и печень – здесь содержание глк. прямо пропорционально конц. глк в крови). Действие инсулина приводит к перемещению белков переносчиков из цитозоля в плазматическую мембрану. Затем с помощью этих белков глк транспортируется в клетку по град. концентрации. Инсулин т.о. повышает проницаемость клеточной мембраны для глк.

 

Влияние инсулина на перемещение транспортёров глюкозы из цитоплазмы в плазматическую мембрану.

1 - связывание инсулина с рецептором; 2 - участок инсулинового рецептора, обращённый внутрь клетки, стимулирует перемещение транспортёров глюкозы. 3,4-транспортёры в составе содержащих их везикул перемещаются к плазматической мембране клетки, включаются в её состав и переносят глюкозу в клетку.

.

ЛЕКЦИЯ 12




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.