Обмен веществ и энергии

1. ТЕМА: ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ

План лекции
1. Понятие об обмене веществ.
2. Фазы обмена веществ.
1. Обмен углеводов.
2. Внутриклеточный обмен углеводов.
а. Анаэробный распад углеводов.
б. Аэробный распад углеводов.
3. Регуляция углеводного обмена.
1

2. ТЕМА: ОБМЕН ВЕЩЕСТВ

2
Главные фазы выделения энергии в обмене в-в
Углеводы
Белки
Жиры
>1% общего
I
Гексозы, пентозы
Гексозы Глицерин
Аминокислоты
Аминокислоты
Глицерин и жирные к-ты
Жирные кис-ты
Аминокислоты
II
Пировиноградная к-та
Ацетилкоэнзим А
Ацетилкоэнзим А
Кетоглутаровая
к-та
Кетоглутаровая к-та
Щавелевоуксусная
к-та
III
Цикл ди- и трикарбоновых кислот
СО2 + Н2О
Щавелевоуксусная
к-та
количества
энергии
(в виде тепла)
1/3 общего
количества
энергии
30-40% в виде
тепла
70-60% в виде
энергии хим.
связей
(АТФ)
2/3 общего
количества
энергии
30-40% в виде
тепла
70-60% в виде
энергии хим.
связей
(АТФ)

3. ТЕМА: ОБМЕН ВЕЩЕСТВ

АТФ
4

4. ТЕМА: ОБМЕН УГЛЕВОДОВ

Переваривание углеводов
6
Крахмал, гликоген
Место действия:
Мальтаза
Сахаразы
Лактаза
Мальтоза
Сахароза
Лактоза
Глюкоза
Место действия
поджелудочной амилазы
В 12 перстной кишке под действием поджелудочной
амилазы и дисахараз происходит расщепление
крахмала и гликогена, мальтозы, лактозы, сахарозы
до глюкозы

5. ТЕМА: ХИМИЯ УГЛЕВОДОВ

Общая схема окисления углеводов
С6Н12О6
Глюкоза
ГЛИКОЛИЗ
8 АТФ
2СН3СОСООН
Пировиноградная кис-та
3АТФ
2 CH3CO-SKo A
Ацетил КоА
Щавелевоуксусная кис-та
3АТФ← 2Н
Яблочная кис-та
Лимонная кис-та
Цис-аконитовая кис-та
Н2О
Фумаровая кис-та
ЦТК
2х15 АТФ
2АТФ← 2Н
Янтарная кис-та
1АТФ
Н2О
Изолимонная кис-та
2Н →3АТФ
Щавелевоянтарная кис-та
Сукцинил КоА
СО2
3АТФ← 2Н
Кетоглутаровая кис-та
СО2
7

6. ТЕМА: ОБМЕН УГЛЕВОДОВ Анаэробный распад углеводов

ЭНЕРГЕТИКА ГЛИКОЛИЗА
Глюкоза
8
Затрата энергии АТФ
Глюкозо-6-фосфат
Фруктозо-6-фосфат
Фруктозо-1,6-дифосфат
Закончился подготовительные этап – активирование гексоз с затратой энергии АТФ
ИТОГО
ЗАТРАЧЕНО 2 МОЛЕКУЛЫ АТФ

7. ТЕМА: ОБМЕН УГЛЕВОДОВ Анаэробный распад углеводов

9
ЭНЕРГЕТИКА ГЛИКОЛИЗА
Т. к. в живом организме нет абсолютных анаэробных условий,
то существует еще один путь синтеза АТФ при гликолизе –
окислительное фосфорилирование в дыхательной цепи
Каждая молекула восстановленного НАДН+Н дает еще 3 мол АТФ

8. ТЕМА: ОБМЕН УГЛЕВОДОВ Анаэробный распад углеводов

10
ЭНЕРГЕТИКА ГЛИКОЛИЗА
Синтез энергии АТФ
1,3-фосфоглицериновая
кислота
Фофоенол
3-фосфоглицериновая
Прировиноградная
кислота
кислота
Енол
Прировиноградная
кислота
При окислении 1 молекулы фосфоглицеринового альдегида
образуется 2 молекулы АТФ
Т. к. из 1 молекулы глюкозы образуется 2 молекулы
фосфоглицеринового альдегиды – образуется 4 мол. АТФ
Итого
чистый выход АТФ – 2 мол.

9. Цикл Кребса

10. ТЕМА: ХИМИЯ УГЛЕВОДОВ

Цикл трикарбоновых кислот
Уже выделилось энергии
3АТФ
HSKoA, НАД
Декарбоксилаза
Пировиноградная
кислота
HS-коэнзим А
3АТФ
Ацетилкоэнзим А
11

11. ТЕМА: ХИМИЯ УГЛЕВОДОВ

Цикл трикарбоновых кислот
12
Уже выделилось энергии
3АТФ
- HS KoA
Цитратсинтетаза
Ацетилкоэнзим А
Лимонная кис-та
Щавелевоуксусная кис-та
(ЩУК)
- H2О
+ H2О
Аконитатгидратаза
Аконитатгидратаза
Цисаконитовая кис-та

12. ТЕМА: ХИМИЯ УГЛЕВОДОВ

Цикл трикарбоновых кислот
Уже выделилось энергии
3АТФ
13
3АТФ
3АТФ
НАДФ
НАДФ·Н2
Изоцитратдегидрогеназа
Изолимонная кис-та
-СО2
Изоцитратдегидрогеназа
Щавелевоянтарная кис-та

13. ТЕМА: ХИМИЯ УГЛЕВОДОВ

Цикл трикарбоновых кислот
Уже выделилось энергии
3АТФ
α-кетоглутаровая
кис-та
3АТФ
3АТФ
1АТФ
1АТФ
НАД·Н2
+ SHКоА; НАД
- CO2
3АТФ
14
ГДФ+ Р
ГТФ
Сукцинатдегидрогеназа
-HS-KoA
+ H2O
Сукцинил-КоА
Янтарная кис-та
Янтарная кис-та

14. ТЕМА: ХИМИЯ УГЛЕВОДОВ

Цикл трикарбоновых кислот
Уже выделилось энергии
3АТФ
3АТФ
3АТФ
1АТФ
2АТФ
ФАД
ФАД·Н2
+Н2О
Сукцинатдегидрогеназа
Янтарная кис-та
Фумараза
Фумаровая кис-та
15
2АТФ

15. ТЕМА: ХИМИЯ УГЛЕВОДОВ

Цикл трикарбоновых кислот
Уже выделилось энергии
3АТФ
3АТФ
3АТФ
1АТФ
16
2АТФ
3АТФ
3АТФ
НАДФ
НАДФ·Н2
Изомераза
Изоцитратдегидрогеназа
Яблочная кис-та
Щавелевоуксусная
кис-та
(кетоформа)
Щавелевоуксусная
кис-та
(енольная форма)
В новый цикл
окисления
пировиноградной кис-ты
ИТОГО: при окислении 1 молекулы пировиноградной кис-ты выделилось
15 молекул АТФ

16. ТЕМА: ХИМИЯ УГЛЕВОДОВ

Цикл трикарбоновых кислот
Всего при окислении 1 молекулы глюкозы выделяется:
В анаэробном распаде – 2 молекулы АТФ с помощью субстратного
фосфорилирования
– 6 молекул АТФ в дыхательной цепи при
окислении НАДН2
В аэробном распаде – 2х15 молекул АТФ
Всего – 38 молекул АТФ
17