Обмен углеводов - 1

1. КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ И КЛИНИЧЕСКОЙ БИОХИМИИ

Лекция по теме:
«ОБМЕН
УГЛЕВОДОВ - 1»
КРАСНОДАР
2009

2. Классификация углеводов

углеводы
моносахариды
альдозы
олигосахариды
(2-10
моносахаридных
остатков)
кетозы
полисахариды
гомополисахариды
гетерополисахариды

3. Моносахариды

пентозы
СН2ОН
O
СН2 ОН
O
СН2ОН
O
OH
OH
OH
OH
D-рибоза
OH
OH
OH
OH
H
D-дезоксирибоза D-ксилоза
гексозы
СН2ОН
СН2ОН
O
O
HO
O
OH
O
СН2ОН
OH
OH
OH
D-глюкоза
OH
OH
HO
СН 2ОН
OH
OH
OH
OH
OH
OH
D-галактоза
СН2 ОН
O
D-манноза
D-фруктоза

4. Дисахариды пищи

сахароза

5. Дисахариды пищи

лактоза

6. Дисахариды пищи

мальтоза

7. Полисахариды (гликоген)

α-1→6
5-6
5-6
Наружные ветви
Внутренние ветви
α-1→4

8. Гетерополисахариды (гиалуроновая кислота)

9. Гидролиз гликозидной связи

гликозидазы

10. Гидролиз крахмала панкреатической амилазой

α(1→4)-связи
мальтоза
олигосахариды
α-амилаза
олигосахариды
крахмал
α(1→6)-связи
изомальтоза

11. Гидролиз дисахаридов

мальтоза
изомальтоза
мальтаза
Gl
Gl
сахароза
изомальтаза
Gl
лактоза
сахараза
Gl
Fr
Gl
лактаза
Gl
Gal

12. Всасывание моносахаридов

просвет
кишечника
Рi
энтероцит
кровь
Белки-переносчики
(транспортёры):
Fr
Gl
Na+ –зависимый белок-переносчик
Na+ , К+–АТФ-аза

13. Транс-мембранный перенос глюкозы

Инсулин
мембрана
ГЛЮТ-4
Рецептор
везикула
Gl
Белок-переносчик
глюкозы (ГЛЮТ-4)
Трансмембранный
перенос
глюкозы

14. Судьба глюкозы

гликоген
печени
углеводы
пищи
другие
моносахариды
СН 2ОН
аминокислоты,
липиды
(гликонеогенез)
O
OH
HO
глюкоза
OH
OH
АТФ
гексокиназа,
глюкокиназа
АДФ
СН 2О
Р
O
окисление
аэробное
анаэробное
65%
OH
HO
OH
OH
липиды 30%
глюкозо-6-фосфат
гликоген всех
тканей 3%
аминокислоты
другие
моносахариды 5-7%

15. Катаболизм глюкозы

ГЛЮКОЗА
прямое (апотомическое),
или пентозофосфатное,
окисление
непрямое
(дихотомическое)
окисление
С6
С1
С6
С5
С3
С3

16. Анаэробный гликолиз

СН 2ОН
АТФ
СН 2О
АДФ
O
OH
HO
OH
OH
глюкоза
Р
O
гексокиназа
OH
HO
OH
OH
глюкозо-6-фосфат

17.

СН 2О
СН 2О
Р
O
OH
HO
OH
OH
глюкозо-6-фосфат
глюкозо-6-фосфат
измераза
Р
O СН 2ОН
HO
OH
OH
фруктозо-6-фосфат

18.

СН 2О
Р
O
HO
OH
СН 2ОН
АТФ
АДФ
СН 2О
Р
O СН 2О
HO
6-фруктокиназа
OH
фруктозо-6-фосфат
OH
OH
фруктозо-1,6дифосфат
Р

19.

СН 2О
O СН 2О
HO
OH
O
Р
OH
фруктозо-1,6дифосфат
Р
СН 2О
Р
альдолаза
С
O
С
+
СН 2ОН
диоксиацетонфосфат
H
СН-ОН
СН 2О
Р
глицеральдегид3-фосфат
изомераза
фосфотриоз

20.

O
2 Н3РО4 2 НАД+
С
2
H
СН-ОН
СН 2О
Р
глицеральдегид3-фосфат
O
2 НАДН + Н+
глицеральдегидфосфат
дегидрогеназа
С
2
О
~Р
СН-ОН
СН 2О
Р
1,3-дифосфоглицерат

21.

O
С
2
О
~
2 АДФ
Р
СН-ОН
СН 2О
2 АТФ
COOH
2
фосфоглицераткиназа
Р
1,3-дифосфоглицерат
СН-ОН
СН 2О
Р
3-фосфоглицерат
Субстратное фосфорилирование
Sвосст + НР → S~P + АДФ → АТФ + Sокисл

22.

COOH
COOH
2
СН-ОН
СН 2О
фосфоглицеромутаза
Р
3-фосфоглицерат
2
СН-О
Р
СН 2ОН
2-фосфоглицерат

23.

2 Н2О
COOH
2
СН-О
Р
СН 2ОН
2-фосфоглицерат
COOH
2
енолаза
2 Н2О
С-О
~Р
СН 2
фосфоенолпируват

24.

COOH
2
С-О
~Р
2 АДФ
2 АТФ
пируваткиназа
СН 2
фосфоенолпируват
COOH
2
С
O
CH3
пируват

25.

COOH
2
С
O
2 НАДН+Н+
2 НАД+
лактатдегидрогеназа
COOH
2
СН-ОН
CH3
CH3
пируват
лактат

26. Общая схема гликолиза

I
подготовительная
II
гликолитическая
оксидоредукция
Общая
схема
гликолиза

27. Регуляция анаэробного гликолиза

Аллостерическая регуляция
(фруктокиназа)
Концентрация субстрата
Концентрация кислорода
Состояние депо энергии
Состояние коферментов
АДФ + НР активатор
АТФ ингибитор
НАД+ активатор
НАДН+Н+ ингибитор

28. Биологическая роль

Неэкономный, но в бескислородных
условиях единственный способ
получения полезной энергии
Поставщик субстратов в реакции
аэробного окисления
Путь, обеспечивающий взаимосвязь
аэробного и анаэробного окисления и
всех видов метаболизма

29. Цикл Кори

30. Пируваткиназный барьер – 1-я реакция

CH3
С
COOH
СО2
АТФ
АДФ + НР
O
COOH
пируват
пируваткарбоксилаза
биотин
СН 2
С
O
COOH
оксалоацетат

31. Пируваткиназный барьер – 2-я реакция

COOH
СН 2
С
O
COOH
оксалоацетат
АТФ
АДФ
СО2
CH2
С
фосфоенолпируваткарбоксикиназа
биотин
O
~ PO H
3 2
COOH
фосфоенолпируват

32. Фруктокиназный барьер

СН 2О
Р
O СН 2О
HO
OH
OH
фруктозо-1,6дифосфат
СН 2О
Р
Н2О
Н3РО4
дифосфатаза
Р
O СН 2ОН
HO
OH
OH
(фруктозо-1,6-дифосфатфосфатаза) фруктозо-6-фосфат

33. Глюкокиназный барьер

СН 2О
Р
O
Н2О
СН 2ОН
Н3РО4
O
OH
OH
HO
OH
OH
глюкозо-6-фосфат
монофосфатаза
(глюкозо-6-фосфат
фосфатаза)
HO
OH
OH
глюкоза
Суммарное уравнение гликонеогенеза
2 лактат + 6 АТФ = глюкоза + 6 АДФ + 6 НРi

34.

глюкоза
АТФ
АДФ
Связь гликолиза
и
гликонеогенеза
Н3РО4
Н2О
глюкозо-6-фосфат
фруктозо-6-фосфат
АТФ
АДФ
Н3РО4
Н2О
фруктозо-1,6-дифосфат
диоксиацетонфосфат
2 глицеральдегидфосфат
2 НАД+
2 НАДН+Н+
2 Н3РО4
2 Н3РО4
2 НАД
+
2 НАДН+Н+
2 1,3-дифосфоглицерат
2 АДФ
2 АДФ
2 АТФ
2 АТФ
2 3-фосфоглицерат
2 2-фосфоглицерат
2 фосфоенолпируват
СО2
2 АДФ
2 АТФ
2 оксалоацетат
2 пируват
2 НАДН+Н+
2 НАД+
2 АДФ
2 АТФ
2 лактат
СО2
2 АДФ
2 АТФ
2 НАДН+Н+
2 НАД+