Тема № 2. Дослідження аеробного окиснення глюкози та альтернативних шляхів обміну моносахаридів

Мета заняття: Знати роль мультиферментного піруватдегідрогеназного комплексу для аеробного перетворення глюкози. Засвоїти значення та послідовність ферментативних реакцій пентозофосфатного шляху окиснення глюкози. Оволодіти особливостями метаболічних шляхів перетворення фруктози і галактози в організмі людини.

Актуальність теми: Обмін вуглеводів охоплює весь складний процес перетворення вуглеводів від поступлення їх в організм, травлення та всмоктування в клітині, до утворення кінцевих продуктів – СО₂ і Н₂О.

Етапи катаболізму вуглеводів у клітині включають утворення, в аеробних умовах, пірувату який у вигляді ацетильної групи інтегрується в КоА з утворенням ацетил – КоА, що окиснюється до СО₂ і Н₂О в циклі трикарбонових кислот(циклі Кребса).

Серед альтернативних шляхів обміну глюкози важливе місце належить пентозофосфатному (фосфоглюконатному) шляху, важливим продуктом якого є НАДФН, що постачає відновні еквіваленти для реакцій синтезу жирних кислот, стероїдів; та рибозо-5-фосфату необхідного для синтезу нуклеїнових кислот.

Одночасно з глюкозою в клітині катаболізується фруктоза та галактоза, порушення метаболізму яких зумовлюється ензимопатіями (фруктозо-1-фосфатальдолази та галактозо-1-фосфат-уридилтрансферази).

Конкретні завдання:

Ø Пояснювати механізми перетворення моносахаридів до кінцевих продуктів із звільненням енергії в аеробних умовах.

Ø Аналізувати структурно-функціональні особливості мультиферментного піруватдегідрогеназного комплексу.

Ø Пояснювати послідовність ферментативних реакцій та значення пентозофосфатного шляху окиснення глюкози.

Ø Аналізувати метаболічні шляхи перетворення фруктози і галактози в організмі людини.

Теоретичні питання

1. Етапи аеробного окиснення глюкози.

2. Окиснювальне декарбоксилування піровиноградної кислоти:

· будова мультиферментного піруватдегідрогеназного комплексу;

· особливості функціонування піруватдегідрогеназного комплексу;

· механізм реакції окисного декарбоксилування пірувату;

· роль вітамінів та коферментів у перетворенні пірувату в ацетил-КоА.

3. Енергетична цінність аеробного (повного) окиснення глюкози до СО₂. Порівняльна характеристика біоенергетики аеробного та анаеробного окиснення глюкози.

4. Пентозофосфатний шлях (ПФШ) окиснення глюкози:

· схема реакцій окиснювальної та неокиснювальної стадій ПФШ;

· роль ферментів та коферментів у перебігу реакцій ПФШ;

· біологічне значення ПФШ.

· порушення ПФШ в еритроцитах; ензимопатії глюкозо-6-фосфатдегідрогенази;

5. Ферментативні реакції перетворення фруктози в організмі людини. Спадкові ензимопатії обміну фруктози.

6. Ферментативні реакції перетворення галактози в організмі людини. Спадкові ензимопатії обміну галактози.

7. Малат-аспартатний шлях переносу гліколітичного НАДН₂ в мітохондрії.

8. Гліцеролфосфатний човниковий механізм переносу гліколітичного НАДН₂ в мітохондрії.