Энергетическое использование глюкозы

1.

Энергетическое использование
глюкозы
Авторы доц. Павлова Р.Н.

2.

Анаэробное окисление глюкозы(гликолиз и гликогенолиз)
Энергетическое использование глюкозы в
клетке происходит в процессе ее окисления в
анаэробных и аэробных условиях. По способу
расщепления молекулы ( на две равные по
количеству углеродов части) такой процесс
называется дихотомическое расщепление.

3.

4.

АЭРОБНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ГЛЮКОЗЫ
Процесс аэробного окисления глюкозы имеет несколько этапов:
Первый этап -гликолитический протекает в цитоплазме, имеет точно
такие же реакции, как гликолиз, но есть два отличия:
1. НАДН+Н+ не используется на превращение пирувата в лактат, а
переносится челночными механизмами в митохондрии –
глицерофосфатным в мышечной и мозговой ткани и акцептором
водорода в митохондриях в этом пути является ФАД; и малатаспартатным челночным механизмом, при котором акцептором
водорода в митохондриях является НАД.
2. Второе отличие состоит в том, что пируват переходит в
митохондрии

5.

6.

7.

8.

Второй этап –
окислительное декарбоксилирование пирувата
Е 1 Е2 Е 3
CH3
С
O
ТПФ, ЛК, НАД,
ФАД, КоА
пируватCOOH дегидрогеназный
комплекс
пируват
O
+
СО2 + НАДН + Н + H3C
С
~SКоА
ацетил-КоА
Окислительное декарбоксилирование проводится мультиферментным комплексом, состоящим из 3-х
ферментов и 5 коферментов:
Е1- пируватдегидрогеназа – кофермент – ТДФ (вит В1)
Е2 – липоил ацетил трансфераза – кофермент липоевая кислота (ЛК)
Е3 – дигидролипоилдегидрогеназа – кофермент ФАД (вит В2)
Легко диссоциирующие коферменты НАД и HS-КоА

9.

10.

Третий этап – универсальный процесс, объединяющий
все виды обменов цикл трикарбоновых кислот Кребса
Четвертый этап – универсальный процесс, в который
поступают восстановленные коферменты от всех этапов –
цепь переноса электронов (ЦПЭ)

11.

ЦИКЛ ТРИКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ (ЦТК)
COOH
COOH
CH3
С
O
~
ацетил-КоА
O
С
SКоА + СН
2
COOH
оксалоацетат
Н2О
НS-КоА
цитратсинтаза
СН 2
OH С
COOH
СН 2
COOH
цитрат

12.

COOH
COOH
СН2
-
Н2О
OH С COOH
H С H
COOH
цитрат
аконитатгидратаза
СН2
COOH
+ Н2О
С COOH
С
H
COOH
цис-аконитат
СН2
H С COOH
аконитат- HO С H
гидратаза
COOH
изоцитрат

13.

Изоцитрат
дегидрогеназа

14.

COOH
СН 2
KоА
+
НАД
СН 2
С O
COOH
-кетоглутарат
НАДН + Н
+
-кетоглутаратдегидрогеназа
СО2
COOH
СН 2
СН 2
O С
~SКоА
сукцинил-КоА

15.

COOH
СН 2
СН 2
O С
~
SКоА
сукцинил-КоА
ГДФ ++НР
Фн ГТФ
АДФ
АТФ
сукцинил-КоАсинтетаза
(сукцинилтиокиназа)
НS-KоА
COOH
СН 2
СН 2
COOH
сукцинат
Реакция субстратного фосфорилирования

16.

COOH
СН2
СН2
COOH
сукцинат
ФАД
ФАДН2
сукцинатдегидрогеназа
COOH
СН
СН
COOH
фумарат

17.

COOH
СН
COOH
Н2О
СН
COOH
фумарат
HO С H
фумараза
Н2О
H С H
COOH
малат

18.

COOH
+
НАД
НАДН + Н
HO С H
H С H
COOH
малат
+
COOH
С O
малатдегидрогеназа
СН 2
COOH
оксалоацетат

19.

АДФ + РН
АТФ

20.

Роль ЦТК
1. Энергетическая – восстановленные коферменты (3 НАДН+Н и 1
ФАД2Н) поступают в ЦПЭ, где образуется основное количество
АТФ посредством окислительного фосфорилирования + 1 АТФ
образовалась непосредственно в ЦТК
2. Объединяет все виды обменов за счет наличия общих
метаболитов:
ацетил-КоА, оксалоацетата, α-кетоглутарата, фумарата
3. Пластическая – метаболиты ЦТК могут использоваться для
реакций синтеза: оксалоацетат – для синтеза аспартата,
α-кетоглутарат – для синтеза глутамата, сукцинил-КоА для синтеза
гема, ацетил-КоА переносится в цитоплaзму и используется для
синтеза липидов

21.

Ингибиторы ЦТК
1. Тиоловые яды – ингибиторы дегидрогеназ, содержащих SHгруппы в активном центре
2. Ингибирование по типу летального синтеза – при попадании в
организм фторацетата из него синтезируется фторцитрат –
необратимый ингибитор аконитатгидратазы
3. Обратимое конкурентное ингибирование
сукцинатдегидрогеназы малонатом
4. Метаболические аллостерические ингибиторы (регуляторы) –
высокая концентрация АТФ, НАДН+Н, подавляют активность
дегидрогеназ и цитратсинтазы по механизму отрицательной
обратной связи.

22.

23.

С6 – 2 АТФ + 2 НАДН+Н (6 АТФ)=8 АТФ или
С6 – 2 АТФ + 2 ФАД2Н (4 АТФ)=6 АТФ
4 этап- ЦПЭ
ЦЦТК
НАДН+Н ФАД2Н
ЦПЭ
Итого – 36 или 38 АТФ
В зависимости от ткани (челночного
механизма переноса водорода в
митохондрии)

24.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ