Анаэробный обмен углеводов

1. Лекция № 9 «Анаэробный обмен углеводов« профессор Грашин Р.А.

Военно-медицинская академия
Кафедра клинической биохимии и лабораторной
диагностики
Лекция № 9
«Анаэробный обмен углеводов«
профессор Грашин Р.А.
1

2. План лекции

1. Молекулярные механизмы переваривания углеводов в ЖКТ
2. Обмен глюкозо-6-фосфата.
3. Синтез и распад гликогена в печени.
4. Гликолиз – окисление глюкозы до лактата.
5. Глюконеогенез – синтез глюкозы из не углеводных продуктов
6. Обмен галактозы и фруктозы.
7. Спиртовое брожение.
2

3.

Классификация углеводов
Углеводы
Моносахариды
Полисахариды
Олигосахариды
Альдозы
Кетозы
(D-ряда)
гомо ди три тетра -
гетеро -
Циклические формы
3

4.

Переваривание углеводов
НОН2С 6
5
4
…О
3
О
2
НОН2С 6
1
5
4
О
3
НОН2С
О
О
1
2
1
О
a-амилаза
гликоген (фрагмент)
Ротовая полость: a-амилаза слюны
Поджелудочная железа: a-амилаза панкреатическая;
амило-a-1-6-глюкозидаза, олиго- a-1-6-глюкозидаза.
Стенка кишечника: (мукоидные клетки), сахараза,
мальтаза, лактаза; отсутствует целлюлаза (b-1-4глюкозидаза).
Глюкоза 100%
Галактоза 110%
Фруктоза 43%
a-1-6глюкозидаза
О
6 СН2
5
4
…О
3
О
2
1
О…
% всасывания
300-400 г\сут – потребность в углеводах
4

5.

Действие a-амилазы
ГЛУ
НОН2С
C=O
O-
О
О
активный центр
СН2ОН
О
НОН2С
N+ Н
ГИС
О
Н
HN
N
НО – Н
N
CH2
активный центр
ГЛУ
C=O
О O
C=O
О O
Н
HN
CH2
НОН2С
... О
О… В-цепь
О
HN
ГЛУ
А
C
B
D
ГИС
ГЛУ
C=O
O-
СН2ОН
Н
О
ОН
О…
В-цепь
олигосахарид
НОН2С
... О
О Н
HN
восстановленный
активный центр
N+H
ОН
олигосахарид
CH2
ГИС
CH2
ГИС
СПб 2002
5

6.

Гипотеза Na-градиента транспорта сахара и АМК
П – переносчик;
С – субстрат;
мембрана
С
C
С
Внешняя
среда
Na
Внутренняя
среда
C
П
П
Na
Na
Na
АТФ-аза
СПб 2002
6

7.

Обмен глюкозо-6-фосфата
Углеводы
Белки
Липиды
(глицерин)
Глюкоза
АТФ
АДФ
Глюкозо – 6
– фосфат
Гликоген
УДФГК
Триглицериды
Аминосахара
(Глюкозоаминогликаны)
заменимые
аминокислоты
Окисление
анаэробное
лактат
аэробное
дихотомический
путь
апотомический
путь
(СО2 и Н2О)
(пентозофосфатный шунт)
7

8.

Синтез гликогена
(печень)
Глюкоза
гексокиназа
Глюкозо-6-фосфат
глюкофосфомутаза
Глюкозо-1-фосфат
глюкозо-1-Ф-уридилтрансфераза
ПФ
УДФ-глюкоза
Гликоген
(С6Н10О5)n
УТФ
1.
2.
УДФ
АТФ
АДФ
Гликоген
(С6Н10О5)n+1
1. гликогенсинтаза (глюкозил-ТФ-a(1-4)-гликозидаза)
2. ветвящий фермент (амилоза-1-4 – 1,6-гликозил-ТФ)
8

9.

Уридинфосфоглюкуроновая кислота
(УДФГК)
СООН
О
ОН
О
Н
HN
О
Р – О – Р – O – CH2
О
О
N
9

10.

Распад гликогена
(капсидная реакция)
2АТФ
цАМФ
цАМФ зависимая
протеинкиназа(н)
Киназафосфорилазы
«В»(н)
цАМФ зависимая
протеинкиназа(а)
АТФ АДФ Киназа-
Гликогенсинтаза
(н)
фосфорилазы
«В»(а)
Фосфорилаза «А»
(а)
АТФ АДФ
гликоген
глюкоза
Фосфорилаза «В»
(н)
Гликогенсинтаза
(а)
Гликоген
(С6Н10О5)n
Глюкоза-1-фосфат
+
(С6Н10О5)n-1
10

11.

Гликолиз
НОН2С
(Р)-О-Н2С
О Н
1
ОН
ОН
ОН
НО
глюкоза
2 CH-O-(Р)
H2O
CООН
7
2 CН-ОН
CООН
10
C – O ~ (Р)
CН2
ФЕП
2
C=O ПВК
CН3
2
3
О
(Р)-О-Н2С
СН2-О-(Р)
О ~ (Р)
2C=O
6
фруктозо-1,6-РР
АТФ АДФ
Mg2+
4
CH=O
2 CН-ОН
CH2-O-(Р)
CН-ОН
CH2-O-(Р)
АТФ
2АДФ
2НАДН
2 2НАД+
2
ГАФ
2Фн
Mg2+
CH2-O-(Р)
5%
3-фосфоглицерат
1,3-дифосфоглицерат
CН2-ОН
2-фосфоглицерат
2
фруктозо-6-Р
АТФ АДФ глюкозо-6-Р
Mg2+
8
CООН
СН2ОН
ОН
CООН
9
О
(Р)-О-Н2С
2
О
АТФ 2АДФ
Mg2+
11
CН3
2
CHOH
COOH
лактат
2НАДН2
2НАД+
5
CH2-OH
C=О
CH2-O-(Р)
ДАФ
95%
1 гексокиназа
2 глюкозо-6-Р-изомераза
3 6-фосфофруктокиназа
4 альдолаза
5 триозофосфатазизомераза
6 глицеральдегидфосфат-ДГ
7 фосфоглицераткиназа
8 фосфоглицеромутаза
9 енолаза
10 пируваткиназа
11 ЛДГ (центральная оксидоредуктаза)
11

12.

Гликолиз (схема)
1
глюкоза
2
глюкозо-6-Р
фруктозо-6-Р
АТФ АДФ
Mg2+
2-фосфо
глицерат
9
8
7
3-фосфо
глицерат
1,3-дифосфо
глицерат
АТФ АДФ
Mg2+
10
АТФ АДФ
Mg2+
фруктозо-1,6-РР
АТФ АДФ
Mg2+
H2O
фосфо
еноил
пируват
3
4
глицер
альдегид-Р
5%
НАДН2 НАД
6
5
дегидрокси
ацетон-Р
95%
Фн
пируват
11
лактат
НАДН2
НАД+
125 кДж\моль
DЕo
= 210 кДж\моль
84 кДж\моль
С6Н12О6 + 2АДФ + 2Фн
2С3Н6О3 + 2АТФ + 2Н2О
12

13.

Глюконеогенез
(печень, почки)
митохондрия
АМК
CООН
глицерин
C=O
лактат
CН3
ПВК
CООН
CН2
CНОН
(Р)-О-Н2С
ПВКкарбоксилаза (витН)
АТФ
«СО2»
АДФ
CООН
МДГ
О
фруктозобифосфотаза
ОН
фруктозо-1,6-РР
О
(Р)-О-Н2С
СН2-О-(Р)
Фн
фруктозо-6-Р
глюкозо6-Р-изомераза
(Р)-О-Н2С
CН2
обратные
реакции
гликолиза
C=О
СООН НАД+ НАДН2 СООН
оксалоацетат
малат
CООН
CН2
CНОН
СООН
малат
МДГ
«СО2»
СООН
оксалоацетат
О
глюкозо-6-Р
глюкозо6-фосфатаза
Фн
НОН2С
ФЕПCООН
карбоксикиназа
C – O ~ (Р)
CООН
CН2
CН2
ФЕП цитозоль
ГТФ
ГДФ
C=О
СН2ОН
О Н
ОН
НО
ОН
ОН
глюкоза
кровь
НАД+ НАДН2
головной мозг
13

14.

Обмен галактозы
Галактоза
галактокиназа
АТФ
АДФ
Галактозо-1-(Р)
гексоза-1-(Р)-уридилтрансфераза
(при отсутствии – галактоземия,
глюкоза-1-(Р)
развивается катаракта хрусталика)
УДФ-галактоза
УДФ-глюкоза
УДФ-глюкоза-4-эпимераза
УДФ-глюкоза
пирофосфат
УТФ
УДФ-глюкоза-пирофосфорилаза
Глюкозо-1-(Р)
переходит в глюкозу-6-(Р), а затем в глюкозу
14

15.

Обмен фруктозы
Глюкоза
Н3РО4
Много глюкозы в крови
АТФ
АДФ
4
АТФ
Фруктоза
АДФ
Н2 О
Глюкозо-6-(Р)
1
фруктокиназа
Фруктозо-1-(Р)
кетозо-1фосфатальдолаза
8
7
Фруктозо-6-(Р)
АТФ
АДФ
Диоксиацетон-(Р)
5
2
Фруктозо-1,6-(Р)(Р)
3
Глицеральдегид
АТФ АДФ
триозокиназа
6
Глицеральдегид – 3 – (Р)
Гликолиз
15