Цикл трикарбоновых кислот.
-этап катаболизма У, Ж, Б в аэробных условиях.
Реакции ЦТК протекают, как и образование ацетил-КоА, в митохондриях, в отличие от гликолиза, которое протекает в цитозоле.
Реакции ЦТК
1). Реакция конденсации
СН3Со~S-КоА + СООН СООН
Ацетил-КоА | |
С=О цитрат синтаза СН2 + НS· КоА
| ¦ |
СН2 ОН - С-СООН
| |
СН-СООН СН2
ЩУК(оксалоацетат) |
СООН цитрат
Цитратсинтаза катализирует гидролиз макроэргической связи ацетил КоА, за счет энергии гидролиза обеспечивается протекание ферментативного катализа.
2). Реакция дегидратации
СООН СООН
– Н2О | +Н2О |
¦ СН2 D СН2
цитрат аконитат гидратаза | - Н2О |
! С-СООН СН - СООН
+Н2О || |
СН СН-ОН
| |
СООН СООН
цис-аконитат изоцитрат
гидроксильная группа присоединяется к другому углеродному атому.
3).Реакция окисления и декарбоксилирования.
Е- изоцитратдегидрогеназа
Происходит перенос протона и двух электронов на молекулу НАД и освобождение второго протона, т.е. дегидрирование изоцитрата
Изоцитрат + НАД (НАДФ) D СООН
|
(СН2)2 + НАД·Н2 + СО2
|
С=О
|
СООН
a-кетоглутарат
4. Окислительное декарбоксилирование.
a-кетоглутарат СООН
a-кетоглутарат + НS-КоА + НАД дГ – комплекс | ¦ (СН2)2 +
|
О= С ~ S-КоА сукцинил КоА
5. Реакция расщепления.
сукцинил КоА- СООН
сукцинил КоА + ГДФ + Фн синтетаза |
¦ (СН2)2 + ГТФ + НS·КоА
|
СООН янтарная кислота (сукцинат)
5а реакция субстратного фосфорилирования (Е нуклеозиддифосфаткиназа)
ГТФ + АДФ D АТФ + ГТФ
Происходит перенос макроэргической связи с сукцината на молекулу ГДФ с образованием ГТФ и сукцината (субстратное фосфорилирование)
6. Реакция дегидрирования
сукцинат дГ СООН
сукцинат + ФАД D |
СН + ФАД·Н2
||
СН
|
СООН
фумаровая кислота (фумарат)
после восстановления ФАД происходит пернос протонов и электронов с него в дыхательную цепь при участии коэнзима Q. При этом осуществляется регенерация простетической группы фермента.
7.Реакция гидратации. СООН
фумарат гидратаза |
фумарат + Н2О D НО - СН + ФАД·Н2
|
СН2
|
СООН
Яблочная к-та (малат)
Положительно заряженный атом углерода взаимодействует с -ОН группой, сначала за счет электростатических сил, а затем образуется сигма связь с атомом кислорода.
8. Реакция окисления.
Фермент осуществляет перенос Н с -ОН и близлежащего углеродного атома на НАД с дальнейшим поступлением в дыхательную цепь
митохондриальная СООН
Малат + НАД НАД – завис. малатДГ |
D С=О + НАД·Н2
|
СН2
|
СООН ЩУК(оксалоацетат).
Т. о., за один оборот цикла происходит полное окисление одной молекулы ацетил – КоА.
Суммарное уравнение превращения ацетил – КоА ферментами ЦТК:
СН3СО~SКоА+2Н2О + Фн. + АДФ ¦ 2СО2 + 3НАД·Н2 + ФАД·Н2 + АТФ + КоА·SH ферменты ЦТК
Всего (включая окислительное декарбоксилирование ПВК) образуется 4 мол. НАД·Н2 и 1 мол. ФАД·Н2, которые поступают в матрикс митохондрий и дифундируют к ее внутренней мембране, окисляются соответствующей ДГ-зой.
При окислении 1 мол. НАД·H2 образуется 3 мол. АТФ;
1 мол ФАД · Н2 – 1мол. АТФ;
ПВК: 1 мол. НАД·H2 ¦ 3 мол АТФ
ЦТК: 3 мол. НАД·H2 ¦ 9 мол АТФ
1 мол. ФАД·Н2 ¦ 2 мол. АТФ
Субстратное фосфорилирование ¦ 1 мол. АТФ
Всего образуется 15 мол. АТФ.
ЛЕКЦИЯ 11
ОБМЕН УГЛЕВОДОВ
Углеводы, их классификация.
Углеводы – это органические соединения, содержащие альдегидную или кето- группы, и являющиеся производными многоатомных спиртов.
Термин «углеводы» предложен в 1844г. К. Шмидтом, т.к. в то время полагали, что их общая формула представляет собой: Сх(Н2О) n – т.е. углерод + вода. Дальнейшие исследования показали, что это не так. Например: формула дезоксирибозы С5Н1oО4. Поэтому позднее было предложено этот класс веществ называть глицидами. Углеводы широко распространены в природе. В растениях их соединения ~ 80%, в тканях животных всего ~ 2%. Для животных организмов их значение велико.
Функция углеводов.
- энергетическая: при окислении У выделяется энергия, используемая в биохимических реакциях (при распаде 1г У выделяется ~ 4,1% ккал).
- пластическая: продукты обмена У являются источниками для синтеза Ж, Б, НК, АК.
- опорная: целлюлоза оболочек растительных клеток образует опорные ткани растений.
- защитная: У учувствует в построении клеточных мембран.
Классификация углеводов
Моносахариды – это производные многоатомных спиртов, у которых одна гидрокси-группа (ОН) замещена на карбонильную С=О- (альдегидную или кето) группу. Если карбонильная группа находится в коне цепи, то моносахарид представляет собой альдегид и называется альдозой, при любом другом положении моносахарид является кетоном и наз-ся кетозой.
Номенклатура: наименования моносахарам дают в зависимости от числа атомов С + окончание – оза. З атома С - триоза, 4 - тетроза, 5 - пентоза, 6 - гексоза, 7 - гептоза, и т.д.
Н2С - ОН Н2С – ОН Н С = О
| | |
С = О ! НС – ОН " НС* - ОН
| | |
Н2С – ОН Н2С – ОН СН2 ОН
дегидроксиацетон трехатомный спирт глицеральдегид
(кетотриоза) (глицерин) (альдотриоза).
- Моносахара обладают оптической активностью и пространственной изомерией.
N=2n, где N – число изомеров, n - количество хиральных атомов.
Т.о. у альдотриозы м.б. 21=2 изомера.
- Если ОН-гр. у последнего хирального атома С находится слева, то это L – ряд, а если справа, то это моносахара Д-ряда. У нас изображен Д – глицеральдегид.
, D- глюкопираноза
- Если раствор этого соединения вращает плоскость поляризованного луча вправо, то обозначает «+», а если влево, то знаком «-». Направление угла вращение заранее непредсказуемо: например природная глк (+), а фрк (-).
- Формулы моносахаридов м.б. линейными и циклическими. Их называют соответственно формулами Фишера и Хеуорса.
- В зависимости от того, ОН-гр. какого из углеродов атомов участвует в образовании полуацетеля, могут образоваться пяти – или шестичленные циклы, которые по аналогии с органическими соединениями называются фуранозными или пиранозными структурами.
- В циклических молекулах пентоз и гексоз появляется еще один хиральный атом и новая пара изомеров (α- и ß- формы). Если Он-гр. у С1 располагается над плоскостью, то это ß- форма, а если под плоскостью, то это α -форма.
Олигосахариды – это сложные молекулы, содержащие в своем составе от 2-х до 10 мономеров звеньев.
Различают дисахариды, трисахариды и т.д.
Дисахариды– это сложные молекулы, которые при гидролизе распадаются на 2 молекулы моносахаридов.
Мальтоза – состоит из 2-х молекул α-глюкозы, соединенных 1"4 гликозидной связью
(мальтоза)
α -Д-глюкопиранозил (1"4) α –Д-глюкопираноза
Изомальтоза –состоят из 2-х молекул α -Д-глюкозы, (1"6) гликозидной связью
α -Д-глюкопиранозил (1"6) α –Д-глюкопираноза
Целлобиоза – состоит из 2-х молекул ß-глюкозы, соединненых 1"4 глик. связью
ß-целлобиоза (1"4)
Сахароза – состоит из α-глюкозы и ß-фруктозы, соединенных 1"2 гликозидной связью
(сахароза)
α -Д-глюкопиранозил (1"2) ß –Д-глюкофуранозаранозид
Трисахариды – раффиноза (фруктоза+глюкоза+галактоза)
Полисахариды – это глициды, содержащие от 10 до несколько тысяч мономеров.
По строению высшие полиозы делят на следующие группы:
I. Гомополисахариды, состоящие из остатков одного какого-либо моносахарида:
а) из остатков глюкозы — крахмал, гликоген, декстран, целлюлоза и др.;
б) из остатков маннозы, галактозы, ксилозы, L-арабинозы — маннаны, галактаны, ксиланы, арабаны;
в) из остатков галактуроновой кислоты — пектиновые вещества;
г) из остатков глюкозамина — хитин насекомых и грибов
II. Гетерополисахариды, состоящие из остатков различных моносахаридов и их производных:
а) гемицеллюлозы(в-ва крови);
б) камеди, слизи;
в) мукополисахариды или протеиногликаны (свободные и связанные с белками, например, в гликопротеинах: гепарин, хондроитинсульфаты, групповые вещества крови).
По биологическим функциям высшие полиозы делят на следующие группы:
I. Структурные полисахариды, играющие опорную роль в организмах растений и животных: целлюлоза и пектиновые вещества растений, хитин насекомых и грибов.
П. Резервные полисахариды, являющиеся источником энергии для живых организмов: крахмал, гликоген, инулин.
Крахмал [C6 H10 O5]n; Мr 105 – 107 Д. Это резервный гомополисахарид, состоит из 2-х гомополисахаридов; амилозы – линейной формы, и амилопектина – разветвленной формы. Доля амилозы ~10-30%, сод. до 1 тысяч остатков глк. в амилопектине (его доля в крахмале ~ 90-70%) глюк. остатков в 20-30 раз больше. Остатки глк в амилозе и линейных участках амилопектина соединяется 1"4 гликозидной связью; в (·) разветвления 1"6 гликозидной связью.
Дата добавления: 2016-11-29; просмотров: 1870;