Мир науки

Рефераты и конспекты лекций по географии, физике, химии, истории, биологии. Универсальная подготовка к ЕГЭ, ГИА, ЗНО и ДПА!

Загрузка...

Как видно из вышеизложенного, превращение глюкозы в молочную кислоту имеет ряд особенностей. Во-первых, процесс расщепления спряжений с фосфорилированием глюкозы и образованных промежуточных продуктов.

Во-вторых, в процессе окисления происходит поэтапное освобождение энергии из субстратов и поэтапное ее усвоения. В-третьих, энергия гликолиза резервируется в молекулах АТФ. В-четвертых, реакции переэтерификации (т.е. переноса фосфата из субстрата на АДФ) обусловлены окислительно-восстановительным процессом. Так, в случае блокирования реакции восстановления пировиноградной кислоты в молочную за счет атомов водорода НАДПН + Н + не могла бы состояться регенерация НАД +, который необходим для окисления глицеральдегид-3-фосфата в фосфоглицеринову кислоту, а это задержало бы метаболизм углеводов и освобождение энергии. Эта окислительно-восстановительная реакция играет важную роль и в гликолизе, и в брожении.

 

Большое значение имеет реакция отщепления молекулы воды от 2-фосфоглицериновои кислоты ферментом еноилгидратазою (енолазна реакция), потому что благодаря этому образуется енольна форма 2-фосфо-пировиноградной кислоты, т.е. другое соединение, в котором концентрируется энергия гликолиза и переносится вместе с остатком фосфорной кислоты на АДФ с превращением ее в АТФ.

 

Биологическое значение гликолиза обусловлено не только тем, что он является источником (правда, не единственным) энергии для организма, особенно для работающей мышечной системы. Существенным является то, что в процессе гликолиза образуются вещества, которые используются в организме для биосинтеза простых и сложных липидов. Таким веществом является дигидроксиацетонфосфат, который восстанавливается до глице-ринфосфату. Наконец, значение гликолиза заключается в том, что ряд его продуктов, а именно пировиноградная и молочная кислоты, необходимо субстратом для дальнейших ферментативных преобразований в аэробных условиях, поскольку лишь небольшая часть энергии, содержащейся в глюкозе, освобождается при ее анаэробного преобразования в лактат. Значительно большее количество энергии образуется в аэробных условиях в цикле трикарбоновых кислот и в цепи переноса электронов. При этом в организме млекопитающих и человека освобождается примерно 95% энергии углеводов.

 

Пируват может превращаться в этанол, лактат и ацетил-коэнзим А.

 

Последовательность реакций превращения глюкозы в пировиноградную кислоту - пируват - очень похожи у всех организмов и во всех видах клеток.

 

В то же время судьба пирувата в разных клетках и в зависимости от условий разная.

 

Рассмотрим три реакции, протекающие с участием пирувата.

 

1. Образования этанола. Процесс превращения глюкозы в этанол у дрожжей и других микроорганизмов получил название спиртового брожения. Разница между гликолизом и спиртовым брожением состоит в том, что в условиях брожения пировиноградная кислота подвергается простого анаэробного декарбоксилирования результате действия фермента пируватдекарбоксилазы и превращается в ацетальде-гид. Пируватдекарбоксилазы - сложный фермент, который содержит кофермент тиаминпирофосфат - пирофосфорной эфир витамина В1. В тканях человека и животных простое анаэробное декарбоксилирование пирувата не происходит, а имеет место только сложное окислительное декарбоксилирование в аэробных условиях с образованием активной формы уксусной кислоты.

 

Вторая стадия заключается в восстановлении ацетальдегида в этанол за счет НАДрН + Н +. Эта окислительно-восстановительная реакция катализируется ферментом алкогольдегидрогеназой, которого в активном центре ион цинка. 2. С пирувата образуется лактат в клетках высших организмов в условиях ограниченного снабжения кислорода (например, у интенсивно работающей мышце). Как было показано выше, восстановление пирувата с образованием лактата происходит за счет НАД ^ Н + Н + и катализируется лактатдегидрогеназы. НАДРН + Н + образуется в результате окисления гли-церальдегид-3-фосфата с образованием 3-фосфоглицериновои кислоты и используется при восстановлении пирувата. Именно регенерации НАД + при восстановлении пирувата в лактат поддерживает в анаэробных условиях непрерывное протекание гликолитического процесса.

 

3. Пируват в аэробных условиях претерпевает окислительного декарбо-ксилювання под влиянием сложного полиферментные пируватде-гидрогеназного комплекса и превращается в активную форму уксусной кислоты - ацетилкоензим А (ацетил-КоА), который образуется в митохондриях.

 

Ацетилкоензим А дальше включается в окислительный цикл три-карбоновых кислот, в котором окисляется до конечных продуктов, т.е. до СО2 и Н2О (см. Обмен веществ и энергии). Кроме того, он используется для биосинтеза различных соединений, например, высших жирных кислот, холестерина и др..

 

Следует иметь в виду, что накопление молочной кислоты может негативно влиять на организм, в частности, уменьшать сокращения мышц. Таким образом, окисление ее в аэробной фазе, т.е. в условиях дыхания, не только освобождает основную массу энергии углеводов, но и является одним из главных механизмов, участвующих в поддержании гомеостаза. При достаточной обеспеченности кислородом атома водорода восстановленного НАД (НАДрН + Н +) перехватываются ферментами дыхания и через ряд промежуточных продуктов переносятся на кислород, образуя воду. В этих условиях пируват не восстанавливается в молочную кислоту, а аэробная расщепление углеводов начинается с его окислительного декарбоксилирования.

 

Процесс переноса атомов водорода (протонов и электронов) на кислород происходит уже на мембранах митохондрий, где локализованы соответствующие ферменты. Таким образом, в данном случае как и во многих других, существует сочетание процессов, протекающих в цитозоле и митохондриях, а также их определенная последовательность. Механизм окислительного декарбоксилирования пировиноградной кислоты и окисления образовавшегося ацетил-КоА до Н2О и СО2 подробно рассматриваются в главе «Обмен веществ и энергии».



Загрузка...
Загрузка...
Реферати і шпаргалки на українській мові.
Биология      Физика      Химия      Экономика     География
Микробиология      Теоретическая механика     География Белоруссии    География Украины    География Молдавии
Растительность мира      Электротехника    География Грузии    География Армении    География Азербайджана
География Казахстана    География Узбекистана    География Киргизии    География Туркменистана    Природоведение
География Таджикистана    География Эстонии