Окислительное декарбоксилирование пирувата

Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты (пирувата) катализируется пируватдегидрогена­зой (ПДГ). ПДГ - это ком­плекс из трех ферментов, для работы которого требуются следующие вита­мины: В₁ (тиамин), В₂ (рибофлавин), РР (никотинамид), пантотеновая и липоевая кислоты. ПДГ осуществляет декарбоксили­рование (отщепление карбоксильной группы) и окисление (отщепление водорода) молекулы пирувата.

СН₃ СН₃

С=О + НS-КоА + НАД⁺ С=О + СО₂ + НАДН + Н⁺

СООН S-КоА

Пируват Ацетил-КоА

Продукты реакции и их дальнейшие превращения:

СО_2. В основном выделяется с выдыхаемым воздухом, а также используется для карбок­силирования субстратов.

Ацетил-КоА. Расщепляется в цикле Кребса до СО₂ и Н₂;

НАДН. Окисляется в дыхательной цепи.

Регуляция ПДГ: ПДГ может быть в двух формах: фосфорилированной (неактивной) и дефосфорилированной (активной). АТФ, НАДН, ацетил-КоА, жирные кислоты ингибируют ПДГ, инсулин активирует.

1.4. Цикл Кребса (цикл трикарбоновых кислот, цикл лимонной ки­слоты)

Ацетил-КоА, образованный в результате окисления жирных кислот и пировиноградной кислоты, в цикле Кребса распадается СО₂ и Н₂.

Итоговое уравнение цикла Кребса:

Ацетил-КоА + 3НАД⁺ + ФАД + 2Н₂О + АДФ + Н₃РО₄ 2СО₂ + 3НАДН + ФАДН₂ + АТФ

В ходе цикла Кребса образуется сукцинил-КоА, который содержит макроэргическую связь и является первичным макроэргом. Гидролиз макроэргической связи со­пряжен с реакцией фосфорилирования АДФ, при этом образу­ется АТФ. Синтез АТФ за счет энергии, накопленной в субстрате, на­зывается субстратным фосфорилированием.

Конечные продукты цикла Кребса и пути их использования:

- СО₂ выдыхается с воздухом, небольшая часть используется в реак­циях карбоксилирования.

- НАДН и ФАДН₂ окисляются в дыхательной цепи.

- АТФ используется на различные виды работы:

1) механическая работа (сокращение мышц, движение сперматозоидов, лейкоцитов);

2) осмотическая работа или активный транспорт, то есть движение против градиента концентрации;

3) химическая работа, когда энергия АТФ используется в биосинте­тических процессах и на активацию субстра­тов;

4) электрическая работа (генерация биотоков);

5) при передаче гормонального сигнала (для работы аденилатциклазы и протеинкиназы).