Пентозофосфатный путь окисления глюкозы. Написать окислительный этап образования пентоз, химизм реакций, ферменты и коферменты

Пентозофосфатный путь, называемый также гексомонофосфатным шунтом, служит альтернативным путём окисления глюкозо-6-фосфата. Пентозофосфатный путь состоит из 2 фаз (частей) - окислительной и неокислительной.

В окислительной фазе глюкозо-6-фосфат необратимо окисляется в пентозу - рибулозо-5-фосфат, и образуется восстановленный NADPH.

В неокислительной фазе рибулозо-5-фосфат обратимо превращается в рибозо-5-фосфат и метаболиты гликолиза.

Пентозофосфатный путь обеспечивает клетки рибозой для синтеза пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов и гидрированным ко-ферментом NADPH, который используется в восстановительных процессах.

Суммарное уравнение пентозофосфатного пути выражается следующим образом:

3 Глюкозо-6-фосфат + 6 NADP⁺ → 3 СО₂ + 6 (NADPH + Н⁺) + 2 Фруктозо-6-фосфат + Глицеральдегид- 3 -фосфат.

Ферменты пентозофосфатного пути, так же, как и ферменты гликолиза, локализованы в цитозоле.

Наиболее активно Пентозофосфатный путь протекает в жировой ткани, печени, коре надпочечников, эритроцитах, молочной железе в период лактации, семенниках.

А. Окислительный этап

В окислительной части пентозофосфатного пути глюкозо-6-фосфат подвергается окислительному декарбоксилированию, в результате которого образуются пентозы. Этот этап включает 2 реакции дегидрирования.

Первая реакция дегидрирования - превращение глюкозо-6-фосфата в глюконолактон-6-фосфат - катализируется МАDР⁺-зависимой глюкозо-6-фосфатдегидрогеназой и сопровождается окислением альдегидной группы у первого атома углерода и образованием одной молекулы восстановленного кофермента NADPH.

Далее глюконолактон-6-фосфат быстро превращается в 6-фосфоглюконат при участии фермента глюконолактонгидратазы.

Фермент 6-фосфоглюконатдегидрогеназа катализирует вторую реакцию дегидрирования окислительной части, в ходе которой происходит также и декарбоксилирование. При этом углеродная цепь укорачивается на один атом углерода, образуется рибулозо-5-фосфат и вторая молекула гидрированного NADPH (рис. 7-62).

Восстановленный NADPH ингибирует первый фермент окислительного этапа пентозофосфатного пути - глюкозо-6-фосфатдегидрогеназу. Превращение NADPH в окисленное состояние NADP⁺ приводит к ослаблению ингибирования фермента. При этом скорость соответствующей реакции возрастает, и образуется большее количество NADPH.

Суммарное уравнение окислительного этапа пентозофосфатного пути можно представить в виде:

Глюкозо-6-фосфат + 2 NADP⁺ + Н₂О → Рибулозо-5-фосфат + 2 NADPH + Н⁺ + СО₂.

3.Липоевая кислота: строение и роль в обмене веществ.

Согласно современным представлениям a-липоевая кислота [ЛК] (синонимы: тиоктовая, липоиковая кислота, витамин N) рассматривается как витаминоподобное вещество (витаминоид), биологическая роль которого определяется его участием в окислительно-восстановительных процессах цикла трикарбоновых кислот (цикл Кребса) в качестве кофермента, оптимизируя реакции окислительного фосфорилирования (в т.ч. ЛК кислота катализирует превращение молочной кислоты в пировиноградную и ее последующее декарбоксилирование, способствуя ликвидации метаболического ацидоза). ЛК обладает положительным липотропным действием, облегчая перенос ацетата и жирных кислот из цитозоля в матрикс митохондрий для последующего окисления за счет повышения выработки ко-энзима А (КоА). ЛК сдвигает спектр липидов крови в сторону ненасыщенных жирных кислот, понижает содержание холестерина и насыщенных жирных кислот в крови, предотвращая развитие атеросклероза. Кроме того, ЛК мобилизует жир из жирового депо организма с последующей его утилизацией в энергетическом обмене. ЛК усиливает усвоение аминокислоты глицин. R-изомер ЛК повышает периферический захват глюкозы и тем самым уменьшает инсулинорезистентность. В различных экспериментальных работах показано, что ЛК опосредованно восстанавливает витамины С и Е, повышает уровень внутриклеточного глутатиона и кофермента Q10, ингибирует острую фазу воспаления и уменьшает проявления болевого синдрома.

ЛК содержится в нормальных продуктах питания человека и в изобилии найдена в тканях животных с высоким обменом веществ (сердце, печень, почки). В меньшем количестве ЛК обнаруживается также в овощах: в шпинате, брокколи, помидорах, горохе, брюссельской капусте. Кроме того, ЛК может синтезироваться в клетках человека de novo (то есть образовываться в организме естественным путем) в результате ряда биохимических реакций в митохондриях. ЛК и по химическому строению определяется как 1,2-дитиолан-3-пентаноевая кислота (С8Н14О2S2). У людей ЛК синтезируется в печени и других тканях.

Задача. Какую часть суточного расхода энергии в организме (около 12000 кДж) обеспечивает распад углеводов. (Суточное потребление углеводов около 500 г, при распаде 1 г глюкозы выделяется 15 кДж.

1/2