Специфический путь – от жиров до жирных кислот и глицерина, от углеводов до моносахаридов, от белков до аминокислот. Затем получается некий общий продукт ПВК,
ацетил-КОА, фумарат и другие. Т.е. путь требующий «индивидуального» подхода. Т.е. должен пройти СПЕЦИФИЧЕСКИЙ распад каждого из компонента рациона на более мелкие составляющие.
Общий пути катаболизма – окислительное декарбоксилирование ПВК, ЦТК (цикл Кре бса), дыхательная цепь.
Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты. Последовательность реакций. Строение пируватдекарбоксилазного комплекса.
Пируватдегидрогеназный комплекс (ПДК) состоит из трех типов каталитических протомеров, образующих три фермента:
- Е1 - пируватдекарбоксилазу,
- Е2 – дигидролипоилтрансацетилазу
- Е3 - дигидролипоилдегидрогеназу.
Каждый фермент содержит разное количество протомеров. Протомеры каждого из трех ферментов содержат в своем составе прочно связанные с белками коферменты. Коферменты NAD+, HS-KoA включаются в состав комплекса только в момент реакций и освобождаются при завершении процесса в составе конечных продуктов - Ацетил-КоА и NADH + H+.
Пять стадий.
1. Пируват соединяется с ТДФ в составе Е1 и подвергается гидроксилированию. 2. Дигидролипоилтрансацетилаза катализирует перенос атома водорода и ацетильной группы от ТДФ на окисленную форму липоиллизиновых групп с образованием ацетилтиоэфира липоевой кислоты. 3. На этой стадии КоА взаимодействует с ацетильным производным Е2, в результате чего образуется ацетил-КоА и полностью восстановленный липоильный остаток, простетическая группа Е2. 4. Дигидролипоилдегидрогеназа (Е3) катализирует перенос атомов водорода от восстановленных липоильных групп на ФАД, простетическую группу фермента Е3. 5. Восстаноленный ФАДН2 передаѐт водород на НАД+ с образование НАДН.
Связь с дыхательной цепью. Поставляет в ДыхЦепь электроны вместе с НАДН, а также обеспечивает синтез 3 моль АТФ на 1 моль пирувата путѐм окислительного фосфорилирования.
Регуляция.
Повышение концентрации НАД+ стимулирует окислительное декарбоксилирование пирувата и НАОБОРОТ (!!!) повышение концентрации АТФ и НАДН снижает скорость этого процесса. Также каталитическая активность ПДК снижается, когда в клетках достаточно жирных кислот и ацетил-КоА.
Цикл лимонной кислоты: последовательность реакций и характеристика ферментов. Связь между общими путями катаболизма и цепью переноса электронов и протонов.
Атомы водорода, освобождающиеся в окислительно-восстановительных реакциях, доставляются в ЦПЭ при участии NAD- и FAD-зависимых дегидрогеназ, в результате чего происходят синтез воды и окислительное фосфорилирование АДФ. Связь между атомами углерода в ацетил-КоА устойчива к окислению,
Цикл трикарбоновых кислот
ЩУКа "съела" ацетат,
Получается цитрат.
Через cis-аконитат
Будет он - изоцитрат.
Водороды отдав НАД,
Он теряет СО 2.
Этому безмерно рад
Альфа -кето- глутарат.
Окисление грядет:
НАД похитит водород,
В 1 и липоат
С коэнзимом А спешат,
Отбирают СО 2.
А энергия едва
В сукциниле появилась,
Сразу АТФ родилась.
И остался сукцинат.
Вот добрался он до ФАДа -
Водороды тому надо.
Водороды потеряв,
Стал он просто фумарат.
Фумарат воды напился,
Да в малат и превратился.
Тут к малату НАД пришел,
Водороды приобрел.
ЩУКа снова объявилась
И тихонько затаилась
Караулить ацетат...
Либо текстовый вариант для повторения ЦИКЛА. Последовательность реакций:
1. Образование цитрата из оксалоацетата. Фермент: цитрат синтетаза.
2. Превращение цитрата в изоцитрат. Фермент: аконитаза.(аконитат это промежуточный продукт, который не обнаруживается в свободном виде).
3. Окислительное декарбоксилирование изоцитрата. Образуется α -кетоглутарат. Фермент: изоцитратдегидрогеназа, (две формы его, один с коферментом НАД+, второй НАДФ+).
4. Окислительное декарбоксилирование а-кето-глутарата. Образуется сукцинил-КоА. Фермент: α-кетоглутаратдегидрогеназный комплекс.
5. Превращение сукцинил-КоА в сукцинат. Фермент: сукцинаттиокиназа.
6. Дегидрирование сукцината. Образуется фумарат. Фермент: сукцинатдегидрогеназа.
7. Образование малата из фумарата. Фермент: фумаратгидратазы.
8. Дегидрирование малата. ОБРАЗУЕТСЯ ОКСАЛОАЦЕТАТ. Фермент: НАД-зависимая малатдегидрогеназа.
На каждый ацетильный остаток, включѐнных в цитратный цикл образуется 12 молекул АТФ (Благодаря окислительному фосфорилированию 3 АТФ от трех НАД, 2 АТФ – один ФАД и последний благодаря субстратному фосфорилированию) . Восстановленные коферменты (3 молекулы НАДН и одна молекула ФАДН2). отдают электроны на кислород.