Көмірсулар алмасуы, аралық алмасуы

1.

Көмірсулар алмасуы,
аралық алмасуы.

2.

Лекция жоспары
1. Зат алмасуына кіріспе.
2. Көмірсулар алмасуының сатылары.
3. Глюкозаның тотығу жолдары.
4. Анаэробты гликолиз, реакциялары,
энергиялық балансы.
5. Глюкозаның аэробты
гликолитикалық жолмен тотығуы,
сатылары, энергиялық балансы.

3.

ЗАТТАР АЛМАСУЫНА КІРІСПЕ
Заттар алмасуы (метаболизм) бірбірімен тығыз байланысты, қарамақарсы 2 процестен тұрады:
катаболизм (диссимиляция);
анаболизм (ассимиляция).

4.

Катаболизм – күрделі органикалық
заттардың жай заттарға дейін ыдырап,
энергия бөлуі (экзергоникалық үдеріс).
Анаболизм – күрделі қосылыстардың
жай
заттардан
синтезделуі
(эндергоникалық үдеріс).

5.

Метаболизмді шартты түрде 4 сатыға
бөлуге болады:
І. Тағамның түсуі және қорытылуы.
Қорытылу–күрделі заттардың (белоктар,
крахмал және т.б.) ас қорыту жолдарында
механикалық, ферменттік тәсілдермен
мономерлерге (амин қышқылдары, глюкоза
және т.б.) дейін ыдырауы.

6.

ІІ. Сіңірілу – қорытылу
өнімдерінің ішек қуысынан
организмнің ішкі ортасына түсуі.
Бұл әр түрлі механизмдер арқылы
іске асады.
ІІІ. Аралық алмасу – сіңірілген
заттардың жасушаларда өзгеріске
ұшырауы.

7.

ІV. Зат алмасуының соңғы
өнімдері организмнен зәр, нәжіс,
тер, тыныс алу арқылы бөлінеді.

8.

Энергия сақталады:
жоғары энергиялық фосфаттар түрінде
(АТФ, ФЕП, 1,3-дифосфоглицерат);
тотықсызданған эквиваленттер түрінде
(НАДФН2).

9.

Энергия пайдаланылады:
организмнің әр түрлі тіршілік
қимылына;
анаболизм реакцияларына;
дене t0-н (жылу бөлінуі) бір
қалыпты ұстап тұруға.

10.

Тағам көмірсулары
Көмірсулар тағам арқылы түседі.
Белоктар,
липидтер,
көмірсулар
төмендегідей қатынаста болуы тиіс
(Б:Л:Кс) – 1:1:4.
Тағам
көмірсуларының
80%-ын
өсімдік полисахаридінің қоры –
крахмал
(картоп,
ұн,
күріш)
құрайды.

11.

жануар тектес тағамдарда «жануар
крахмалы» - гликоген (ет, бауыр);
өсімдіктегі полисахарид – целлюлоза;
дисахаридтер: сахароза (қант),
лактоза (сүт);
моносахаридтер: глюкоза, фруктоза
(бал, жеміс-жидектер), галактоза
(сүт).

12.

Тағам көмірсуларының ролі:
1) энергиялық;
2) пластикалық;
3) құрылымдық;
4) қор жинау;
5) сигналдық (рецептор, кейбір
гормондар);
6) қорғаныштық (антигендік қасиетті
қамтамасыз етуі).

13.

Көмірсулар алмасуы
4 сатыдан тұрады:
І сатысы. Қорытылуы.
Бұл сатысы сәйкес гликозидазалардың қатысуымен ас қорыту
жолдарында жүзеге асады
(“Гидролазалар” лекциясын
қараңыз).

14.

15.

2 сатысы.Сіңірілуі.
Моносахаридтер ащы ішек эпителийінің
микробүрлері
арқылы
әр
түрлі
жылдамдықпен сіңіріледі:
галактоза > глюкоза > фруктоза > пентозалар
екіншілік активті транспорт
жеңілдетілген диф. жай дифф.
галактоза, глюкоза
фруктоза
пентозалар

16.

3 сатысы. Аралық алмасу
Моносахаридтер ішекке сіңірілгеннен
кейін қақпа венасының қаны арқылы
алдымен бауырға түседі. Ішектен
бауырға
түскен
моносахаридтер
метаболизмге
ұшырап,
бауырда
глюкозаға айналуы мүмкін. Сондықтан
ҮҚШ-де тек глюкоза болады.
Қандағы глюкоза мөлшері
3,4-6,1 мМоль/л

17.

Глюкозаны
келесі
тіндер
көп
пайдаланады:
1) ми, жүйке тіні үшін глюкоза – негізгі
энергия көзі,
2) бұлшық ет (жиырылуға қажет
энергияны өндіру үшін),
3)
ішек
қабырғасы
(гидролиз
өнімдерінің сіңірілуі үшін),
4) бүйрек (зәр түзілуі үшін энергия),
5) бүйрекүсті бездері (гормондардың
синтезі үшін энергия қажет).

18.

Тіндерде глюкозаның:
65%-ға жуығы тотығып, энергия
бөледі;
30%-ы липонеогенезге және басқа
заттардың
(пентозалардың,
галактозаның,
ГАГ,
лактозаның)
түзілуіне;
5%-ы гликогеногенезге жұмсалады.

19.

Глюкозаның тотығу жолдары
бөлігі
гликолитикалық
(анаэробты және аэробты);
1/3 бөлігі пентозофосфатты жолмен
тотығады.
2/3

20.

Анаэробты гликолиз (грек тілінен
аударғанда glycys – тәтті, lysis – еру,
ыдырау деген мағынада) – глюкозаның
адам мен жануарлардың тіндерінде
оттексіз жағдайда сүт қышқылына
дейін ыдырауы.
Жасуша цитоплазмасында өтеді, 11
реакциядан тұрады.

21.

Гликолиз реакциялары:
1. Глюкоза гексокиназа (бауырда
глюкокиназа) ферментінің әсерінен
АТФ-пен фосфорланып, реакция
нәтижесінде глюкозо-6-фосфат
түзіледі. Бұл – глюкозаның
фосфорлану реакциясы.

22.

2. Глюкозо-6-фосфат глюкозо-6фосфатизомераза ферментінің
әсерінен фруктозо-6-фосфатқа
изомерленеді. Реакция қайтымды
(изомерлену реакциясы).

23.

3. Фруктозо-6-фосфат
фосфофруктокиназаның әсерінен
АТФ-пен (Mg2+ қатысуымен)
қайтымсыз фосфорланып, фруктозо1,6-дифосфатқа айналады
(фосфорлану реакциясы).

24.

Фруктозо-1,6-дифосфат альдолазаның
әсерінен
2
фосфотриозаға
–
диоксиацетонфосфат
(ДОАФ)
пен
фосфоглицерин
альдегидіне
(ФГА)
ыдырайды, реакция қайтымды.
Түзілген ДОАФ:
шөрнек механизміне жұмсалуы;
тотықсызданып,
глицерофосфатқа
айналуы мүмкін. Ал глицерофосфат
триацилглицерин (ТАГ);
фосфолипидтер
(ФЛ)
синтезіне
жұмсалады.
4.

25.

5. ДОАФ-тың негізгі бөлігі
ФГА-ға айналады (изомерлену
реакциясы). Ары қарай гликолиз
реакцияларына ФГА қатысады,
реакция теңдеуінің алдына 2
коэффициентін қоямыз.

26.

6. ФГА коферменті НАД болатын ПФ-ң
қатысуымен тотығады және Рі қатысуымен
фосфорланады.
НАД
НАДН2-ге
тотықсызданады
(тотығу-тотықсыздану
реакциясы). Бөлінген тотығу энергиясы
фосфатқа беріліп, ол ФГА-дағы 1С-ке
байланыс арқылы байланысып, жоғары
энергиялық
қосылыс
–
1,3дифосфоглицерат түзіледі.

27.

7.Фосфоглицераткиназа ферментінің
қатысуымен 1,3-дифосфоглицераттағы
энергияға бай фосфат қалдығы АДФке беріліп, АТФ пен 3-фосфоглицерат
түзіледі. Бұл реакция субстраттан
фосфорлану деп аталады.

28.

8.
Фосфоглицеромутаза
ферментінің
әсерінен фосфор
қышқылының
қалдығы
молекулаішілік
тасымалдану
арқылы 3-фосфоглицераттағы С3-н
С2-ге беріліп, 2-фосфоглицерат
түзіледі. Реакция қайтымды, Mg2+
иондарының қатысуымен жүреді.

29.

9. Енолаза ферментінің әсерінен
молекулаішілік
тотығутотықсыздану
реакциясының
нәтижесінде
2-фосфоглицерат
дегидратацияланып, нәтижесінде
жоғары энергиялық қосылыс –
фосфоенолпируват (ФЕП) түзіледі.
Реакция қайтымды.

30.

10. Пируваткиназаның қатысуымен
ФЕП-тан макроэргиялық байланысы
бар фосфат қалдығы АДФ-ке беріліп,
АТФ және енолпируват түзіледі. Бұл
гликолиздегі 2-ші субстраттан
фосфорлану
реакциясы
болып
табылады. Енолпируват ферментсіз
ПЖҚ-ға
айналады.
Реакция
қайтымсыз.

31.

11. Анаэробты жағдайда ПЖҚ
лактатдегидрогеназа
(ЛДГ)
ферментінің
қатысуымен
сүт
қышқылына
(лактатқа)
дейін
тотықсызданады.
Сутегінің
доноры ретінде гликолиздің 6-шы
реакциясында түзілген НАДН2
пайдаланылады.

32.

гексокиназа
изомераза
фосфофруктокиназа
Фруктозо-1,6-дифосфат

33.

4 альдолаза
ДОАФ
ФГА
5
изомераза

34.

2 ФГА
2 лактат

35.

Анаэробты гликолиз реакциялары:
Гликолиз
АТФ
Глюкоза
Глюкокиназа
2НАДН2
ифосфоглицерат
2АДФ
2АТФ
АТФ
АДФ
2НАД
Глюкозо-6-ф
АДФ
Мутаза
ДОАФ
альдолаза
Н3РО4
ФГА
Фруктозо-6-ф
Фосфофруктокиназа
АТФ
АДФ
Фруктозо-1,6-дифосфат

36.

4 альдолаза
ДОАФ
ФГА
5
изомераза

37.

Түзілген диоксиацетонфосфат (ДОАФ) :
шөрнек механизміне жұмсалуы;
тотықсызданып, глицерофосфатқа (ТАГ,
ФЛ) айналуы мүмкін.
ДОАФ-тың негізгі бөлігі фосфоглицерин
альдегидіне (ФГА) айналады (изомерлену
реакциясы). Ары қарай гликолиз
реакцияларына ФГА қатысады, реакция
теңдеуінің алдына 2 коэффициентін
қоямыз.

38.

2НАД
2 ФГА
2НАДН2
2 (1,3-дифосфоглицерат)

39.

Гликолиз
Глюкоза
1,3-дифосфоглицерат
2АДФ
Глюкозо-6-ф
Глюкокиназа
2НАДН2
2
АТФ
АДФ
АТФ
2НАД
АДФ
Мутаза
ДОАФ
альдолаза
Фруктозо-6-ф
Фосфофруктокиназа
АТФ
АДФ
Фруктозо-1,6-дифосфат
ФГА
Н3РО4
2АТФ
2
3-фосфоглицерат
Мутаза
2
2-фосфоглицерат
енолаза
2 фосфоенолпируват
Н2О
2АДФ
2НАД
2НАДН2
2 пируват
2 лактат
2НАД
2НАДН2
2АТФ

40.

СН2 ОРО3 Н2
СН2 О Н
O
1.
ОН
НО
ОН
ОН
Глюкоза
O
АТФ
АДФ
ОН
2+
Mg
Гексокиназа
НО
ОН
ОН
Глюкозо 6 фосфат

41.

СН2 ОРО3 Н2
СН2 ОРО3 Н2
O
O
ОН
2.
НО
ОН
ОН
Глюкозо-6-фосфат
НО
Глюкозо-6-фосфатизомераза
СН2 О Н
ОН
НО
Фруктозо-6-фосфат

42.

СН2 ОРО3 Н2
O
3.
НО
СН2 О Н
ОН
НО
Фруктозо-6-фосфат
АТФ
АДФ
СН2 ОРО3 Н2
O
2+
Mg
6-Фосфофруктокиназа
НО
СН2 О РО3Н2
ОН
НО
Фруктозо-1,6-дифосфат

43.

СН2 ОРО3 Н2
O
НО
СН2 О РО3Н2
ОН
НО
Фруктозо-1,6-дифосфат
Н
С О
СН2 О РО3Н2
Альдолаза
С О
+
НСОН
СН2О Н
СН2 О РО3Н2
Диоксиацетонфосфат
3-фосфоглицерин
альдегидi

44.

СН2ОН
Н
С О
С О
НСОН
СН2 О РО3Н2
Диоксиацетонфосфат (ДОАФ)
Триозофосфатизомераза
СН2 О РО3Н2
3-фосфоглицерин
альдегидi (ФГА)

45.

НАД+ НАДН2
Н
С О
НСОН
СН2 О РО3Н2
3-фосфоглицерин
альдегидi (ФГА)
+ Н3РО4
Глицеральдегидфосфатдегидрогеназа
О
С О
РО3Н2
НСОН
СН2 О РО3Н2
1,3-дифосфоглицерат

46.

О
С О РО3Н2
АДФ АТФ
НСОН
СН2 О РО3Н2
Фосфоглицераткиназа
О
С ОН
НСОН
СН2 О РО3Н2
3-Фосфоглицерат

47.

О
С ОН
О
С ОН
НСОН
НСОРО3Н2
СН2 О РО3Н2
3-Фосфоглицерат
Фосфоглицеромутаза
СН2 ОН
2-Фосфоглицерат

48.

О
С ОН
НСОРО3Н2
СН2 ОН
2-Фосфоглицерат
-Н2О
О
С ОН
С О РО3Н2
Енолаза
+Н2О
СН2
Фосфоенолпируват

49.

О
С ОН
С О
АДФ
РО3Н2
СН2
Фосфоенолпируват
АТФ
Пируваткиназа
Mg2+
О
С ОН
С О
СН3
Пируват

50.

СН3
С О
С О
ОН
Пируват
НАДН2 НАД+
Лактатдегидрогеназа
СН3
Н С ОН
С О
ОН
Лактат
(cyт кышкылы)

51.

Анаэробты гликолиздің энергиялық
балансы:
Гликолиз кезінде 4 АТФ түзіледі, егер
бұл процесс глюкозаның фосфорлануынан
басталса, оның 2 молекуласы 1-ші және 3ші реакцияға жұмсалады да, қорға 2 АТФ
жиналады.
Егер гликолиз гликогеннің ыдырауында
түзілген глюкозо-6-фосфаттан басталса,
онда фруктозо-1,6-дифосфаттың түзілуіне
1 АТФ жұмсалып, 3 АТФ қорға жиналады.

52.

Глюконеогенез - глюкозаның
көмірсулар, липидтер, белоктар
алмасуының аралық өнімдерінен түзілуі.
Бауыр организмдегі ең негізгі
глюконеогенез процесін жүргізуші орган,
ол ашығу сияқты ерекше жағдайларда
осы функциясы арқылы қанға тұрақты
түрде бос глюкозаны бөліп отырады.

53.

Бауырдан басқа бүйрек пен ішек
кілегей қабат жасушаларында да
глюконеогенез жүреді, бірақ қандағы
глюкоза деңгейін тұрақты сақтауда
немесе маңызды органдарды жеткілікті
мөлшердегі глюкозамен қамтамасыз етуде
бұл органдар айтарлықтай роль
атқармайды.

54.

Глюконеогенездің қайтымсыз
реакциялары:
Пируваттан фосфоенолпируваттың
(ФЕП) түзілуі;
Фруктозо-1,6-дифосфаттың
фруктозо-6-фосфатқа айналуы;
Глюкозо–6–фосфаттан глюкозаның
түзілуі.

55.

56.

Глюкозаның аэробты
гликолитикалық жолмен тотығуы
Сатылары:
I. глюкозаның
ПЖҚ-на
дейін
тотығуы
(цитоплазмада);
II. ПЖҚ-ның тотығудан декарбоксилденіп, АСҚ
түзуі;
III. АСҚ-ның ҮКЦ-де тотығуы;
IV. БТ (энергия және эндогенді судың түзілуі;
V. ТФ, АТФ түзілуі .
ІІ-V сатылары митохондрияда өтеді.

57.

Аэробты гликолиз кезінде 1
молекула глюкозадан 36 немесе 38
АТФ түзуге жеткілікті энергия
бөлінеді:
2 + 6 + 24 + 4 (6) = 36 (38) АТФ

58.

Аэробты гликолиздің энергиялық
балансы
цитоплазмада 2 АТФ және 2 НАДН2 түзіледі.
глюкозаның 1 молекуласы аэробты жолмен
тотыққан кезде 2 молекула ПЖҚ түзіледі.
ПЖҚ митохондрияға түсіп, тотығудан
декарбоксилденіп, 2 молекула АСҚ және 2
молекула НАДН2 түзеді. Митохондриядағы
НАДН2-ң 2 молекуласы БТ-да тотығып, ТФ
нәтижесінде 6 АТФ түзеді.

59.

• 2 АСҚ Кребс циклінде тотығып, 6
НАДН2, 2ФПН2 және 2АТФ, түзеді, сонда
2 АСҚ тотыққанда 24 АТФ түзіледі.
• Цитозольдік НАДН2 тотығуы шөрнек
механизмдерінің жұмысымен байланысты.
Глицерофосфатты немесе малатты шөрнек
механизмдері арқылы митохондрияға
тасымалданған цитозольдік 2НАДН2-ң
тотығуы нәтижесінде 4 немесе 6 АТФ
түзіледі.

60.

Негізгі:
Т.Ш.Шарманов, С.М.Плешкова «Метаболические
основы питания с курсом общей биохимии»,
Алматы, 1998 г.
С.Тапбергенов «Медицинская биохимия», Астана, 2001
С.Сеитов «Биохимия», Алматы, 2001 г.
В.Дж.Маршал «Клиническая биохимия», 2000 г.
Б.Гринстейн, А.Гринстейн «Наглядная биохимия»,
2000 г.
Т.Т.Березов, Б.Ф.Коровкин «Биологическая химия»,
2005 г.
С.М.Плешкова, С.А.Абитаева, Р.Д Асанбаева
«Белки.Биосинтез белков. Основы молекулярной
генетики»,Алма-Ата,1992

61.

62.

Кері байланыс:
1. Көмірсулар алмасуының сатылары.
2. Глюкозаның тотығу жолдары.
3.Глюкоза
анаэробты
гликолиз
жолымен
тотыққанда
неше
молекула АТФ түзіледі?
4. Глюкоза аэробты гликолитикалық
жолмен тотыққанда неше молекула
АТФ түзіледі?