641
реклама
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
