1.7 Гликолиз. Глюконеогенез

1.

2.

Гликолиз
–
центральный,
универсальный
специфический,
дихотомический
последовательный,
ферментативный путь окисления глюкозы с выделением
энергии.
- Аэробный гликолиз - расщепление глюкозы до СО2 и
Н2О, сопряженный с тканевым дыханием (поглощением
клеткой кислорода)
- Анаэробный гликолиз – расщепление глюкозы до
лактата, не сопряженный с тканевым дыханием.

3.

4.

Общая характеристика гликолиза
1. 10 биохимических ферментативных реакций гликолиза
локализованы в цитозоле клеток
2. Все метаболиты гликолиза находятся в фосфорилированном состоянии, источники фосфата –2 АТФ и Н3РО4.
3. Гликолиз включает 10 ферментативных реакций, из
которых 3 – необратимы, так называемые «узкие места»
гликолиза.
4. АТФ
образуется
по
механизму
субстратного
фосфорилирования.
5. При гликолизе необходима регенерация НАД+

5.

В гликолизе выделяют два звена:
• Подготовительная стадия – глюкоза расщепляется
на две триозы.
• Гликолитическая оксидоредукция – происходит
окисление триоз в пируват.
При этом в аэробном гликолизе глобально 3 больших
этапа – превращение глюкозы в пируват, превращение
пирувата в ацетил-КоА (окислительное
декарбоксилирование пирувата), превращение ацетилаКоА в ЦТК и тканевое дыхание.
В анаэробном гликолизе глобально 2 больших этапа
- превращение глюкозы в пируват, превращение пирувата
в лактат.

6.

Это первое «узкое
место гликолиза».
Гексокиназа
–
аллостерический
фермент: Активатор инсулин,
высокая
концентрация
глюкозы.

7.

Второе «узкое место
гликолиза».
Фосфофруктокиназа
катализирует главную
(скорость
лимитирующую)
реакцию гликолиза.

8.

9.

Триозофосфатизомераза
В четвертой реакции фруктозо-1,6-дифосфат разрезается пополам фруктозо-1,6дифосфат-альдолазой с образованием двух фосфорилированных триоз-изомеров –
фосфодиоксиацетона (ДАФ) и глицероальдегид 3 фосфата (3 ФГА).
Пятая реакция – переход фосфотриоз друг в друга при участии
триозофосфатизомеразы.
Равновесие
реакции
сдвинуто
в
пользу
ФДА
(диоксиацетонфосфата), его доля составляет 95%, доля глицеральдегидфосфата – 5%

10.

2
2
2
2
2
2
2

11.

2
енолаза
2
2
2
2
2
2
2
Третье «узкое место гликолиза». Пируваткиназа активируется К+ ,
магнием, марганцем. Ингибиторы высокая концентрация АТФ, ПВК.

12.

13.

Последняя реакция бескислородного окисления глюкозы –
образование молочной кислоты из пирувата под действием
лактатдегидрогеназы. Осуществляется только в анаэробных
условиях. Эта реакция необходима клетке, так как НАДНН+,
образующийся в 6-й реакции, в отсутствие кислорода не может
окисляться в митохондриях.
Анаэробный гликолиз важен для энергообеспечения клеток:
•лишенных митохондрий (эритроцит, клетки сетчатки глаза)
•скелетной мышцы при высоких физических нагрузках
•всех других типов в условиях гипоксии (локальной, общей).
•для онкологически измененных клеток
Энергетика анаэробного гликолиза – 2 АТФ !!!!

14.

Из 38 АТФ тридцать четыре молекулы АТФ образуются
благодаряокислительному фосфорилированию!

15.

16.

Фермент с регуляторной активностью –
пируватдекарбоксилаза!!!
В комплексе
ПДК активный –
дефосфорилированный
(фосфатаза ПДК)
ПДК неактивный –
фосфорилированный (киназа
ПДК)

17.

18.

•главный путь обеспечения клеток аэробного типа
энергией за счёт углеводов
•для нейронов головного мозга имеет первостепенное
значение, так как другие энергоисточники головной
мозг не использует
•позволяет использовать моносахариды дляполучения
исходных субстратов в синтезе ВЖК, холестерина и
заменимых аминокислот.
•требует обеспечения витаминами В1, В2, В3, В5 и
липоевой кислотой

19.

Глицеролфосфатная челночная система
Малат-аспартатная челночная система
3 АТФ
2 АТФ

20.

Глюконеогенез (ГНГ) – это синтез глюкозы из
неуглеводных
компонентов:
лактата,
пирувата,
глицерина, кетокислот цикла Кребса и других
кетокислот,
безазотистых
остатков
гликогенных
аминокислот.
Это анаболический процесс, идущий с затратой
энергии. В сутки синтезируется 80-100 г глюкозы.
•Стимулируется при длительном голодании гормонами:
глюкагоном и глюкокортикоидами!
•Подавляется у больных хроническим алкоголизмом

21.

Глюконеогенез включает все обратимые
реакции гликолиза, и особые обходные
пути, т.е. он не полностью повторяет реакции
окисления глюкозы. Его реакции способны идти
во всех тканях, кроме последней глюкозо-6фосфатазной реакции, которая идет только в
печени и почках. Поэтому, строго говоря,
глюконеогенез протекает только в этих двух
органах.

22.

23.

1-ый обходной путь ГНГ

24.

2-ой обходной путь ГНГ

25.

3-ий обходной путь ГНГ

26.

Суммарное уравнение ГНГ
2 ПВК + 4ATФ + 2ГTФ + 2NADHН+ 6H2O → глюкоза + 4AДФ + 2ГДФ
+ 6Н3РО4 + 2NAD+
Биологическая роль ГНГ
1. Единственный способ синтеза глюкозы при длительном
голодании, истощении запаса гликогена, тяжелые формы
сахарного диабета
2. Один из важных анаболических процессов через промежуточные
метаболиты осуществляется взаимосвязь обмена У,Л,Б
3. Утилизация лактата из мышечной ткани
4. Поддерживает концентрацию глюкозы в крови

27.

Регуляция гликолиза и ГНГ в печени
Аллостерический регулятор гликолиза и глюконеогенеза –
Фруктозо -2,6 -дифосфат
Активирует
ФФК гликолиза
Ингибирует
Ф-1,6-дифосфатазу ГНГ
(синтезируется с участием бифункционального фермента
Фосфофруктокиназы-2
(ФФК-2/Ф-2,6-БФаза)

28.

29.

Биологическая роль
цикла Кори
1. Утилизация лактата
2. Предупреждение развития метаболического
ацидоза
3. Новообразование глюкозы, которая поступает
в кровь и поддерживает ее концентрацию

30.

Регуляция активности БИФ