641

РЕГУЛЯЦИЯ КАТАБОЛИЗМА ГЛЮКОЗЫ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ВЫХОД ОДНОЙ
МОЛЕКУЛЫ ГЛЮКОЗЫ
Габитова Линара
Казанский государственный университет, 2010
ПРИЗЕР СТУДЕНЧЕСКОЙ
ЛЕКЦИОННОЙ СЕССИИ
КАФЕДРЫ БИОХИМИИ
2
Катаболизм глюкозы - основной поставщик энергии для процессов
жизнедеятельности организма
ПУТИ РАСПАДА
ГЛЮКОЗЫ
аэробный
С6Н12О6 + 6О2 → 6СО2 + Н2О + 38АТФ
1. Аэробный гликолиз
2. Окислительное декарбоксилирование пирувата
3. Цикл Кребса
4. Окислительное фосфорилирование в ЭТЦ
анаэробный
С6Н1206 + 2Н3Р04 + 2АДФ → 2С3Н6О3 + 2Н2O + 2АТФ
1. Анаэробный гликолиз
3
АЭРОБНЫЙ ГЛИКОЛИЗ
1
АТФ
2
3
АДФ
АТФ
АДФ
4
H3PO4
8
7
АТФ АДФ
9
6
NADH
5
NAD+
H2O
10
-АТФ
-АТФ
АДФ АТФ
+2NADH
+2АТФ
+2АТФ
x2
ЧЕЛНОЧНЫЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ
ТРАНСПОРТА Н+ В МИТОХОНДРИИ
Рис.1. Глицерофосфатная челночная
система (Северин, 2003)
Рис.2. Малат-аспартатная челночная
система (Северин, 2003)
Σ: ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС
ГЛИКОЛИЗА
-2 АТФ + 4 АТФ + 2 NADH = 2 АТФ + 2 NADH = max 8 АТФ
4
5
АЛЛОСТЕРИЧЕСКАЯ РЕГУЛЯЦИЯ
ГЛИКОЛИЗА
(на примере скелетных мышц)
глюкоза
-
гексокиназа
NADH, АТФ
фруктозо-6-фосфат
фосфофруктокиназа
+
АМФ
АТФ
1
глюкозо-6-фосфат
3
АТФ
фруктозо-1,6-бифосфат
глицеральдегид-3-фосфат
NAD
Pi
NADH
АТФ
NADH, АТФ
фосфоенолпируват
АТФ
10
пируваткиназа
пируват
6
РЕГУЛЯЦИЯ ГЛИКОЛИЗА В
СУБСТРАТНЫХ ЦИКЛАХ
"Субстратные" циклы - парные комбинации процессов синтеза и распада
метаболитов.
Направление реакции первого субстратного цикла:
концентрация
глюкозы в крови
инсулин
активность глюкокиназы
синтез глюкокиназы
гликолитическое
направление
7
Направление реакции второго субстратного цикла:
Рис.3. Регуляция реакций II субстратного цикла фруктозо-2,6-бисфосфатом
Рис.4. Реакции, катализируемые бифункциональным ферментом (БИФ) в печени
По Северину, 2003
Рис.5. Регуляция активности БИФ
8
Направление реакции третьего субстратного цикла:
гликолиз
глюконеогенез
Рис.6. Регуляция пируваткиназы в печени
По Северину, 2003
ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЕ
ПИРУВАТА
+2NADH
в ЭТЦ
По <a
href=http://www.xumuk.ru/biologhim/150.ht
ml>Окислительное
декарбоксилирование пировиноградной
кислоты</a>
в цитратный
цикл
Σ: ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС
2 NADH = 6 АТФ
9
РЕГУЛЯЦИЯ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО
ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЯ ПИРУВАТА
Рис.7. Регуляция пируватдегидрогеназного комплекса
По Северину, 2003
10
11
ЦИКЛ КРЕБСА
2
3
4
3 NADH
1
1FADH2
5
8
7
6
По Северину, 2003
Σ: ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС
2 x (3 NADH + 1 FADH2 + 1 ГТФ) = 18 АТФ + 4 АТФ + 2 АТФ = 24 АТФ
12
РЕГУЛЯЦИЯ ЦИКЛА КРЕБСА
По Северину, 2003
ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ
http://mikrobiol.ru/mpe.htm
[ATФ]
[AДФ][Фi]
энергетический статус клетки дыхательный контроль
13
14
АНАЭРОБНЫЙ РАСПАД ГЛЮКОЗЫ
Σ: ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ
БАЛАНС
-2 АТФ + 4 АТФ = 2 АТФ
Рис.8. Анаэробный гликолиз
По Северину, 2003
Σ: ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС ОДНОЙ МОЛЕКУЛЫ
ГЛЮКОЗЫ
глюкоза
8АТФ
38АТФ
6АТФ
24АТФ
пируват x2
ацетил-КоА x2
цитратный цикл,
ЦПЭ
лактат x2
2АТФ
15
16
РЕГУЛЯЦИЯ КАТАБОЛИЗМА ГЛЮКОЗЫ
•
Аллостерическая регуляция
•
Ковалентная модификация
•
Доступность субстратов
•
Ингибирование продуктами реакции