Вопрос 13: Окисление пирувата

Пируват занимает центральное положение в промежуточном метаболизме и может служить предшественником разнообразных продуктов. Многие организмы окисляют большую часть образующегося в ходе катаболизма пирувата до ацетилкофермента А. Важнейшую роль у бактерий играют три реакции: (1) Пируват + СоА + NAD -> Ацетил-СоА + NADH2 + СО2 (2) Пируват + СоА + 2Fd -> Ацетил-СоА + 2FdH + СО2 (3) Пируват + СоА -> Ацетил-СоА + Формиат (Fd-ферредоксин) Реакция (1) катализируется мультиферментным комплексом пируват-дегидрогеназой. Этот фермент имеется почти у всех аэробных организмов и служит главным образом для образования ацетил-СоА, который поступает затем в цикл трикарбоновых кислот (рис. 7.6); его функция будет подробно описана ниже. Реакцию (2) катализирует пируват: ферредоксин-оксидоредуктаза - фермент, который у многих анаэробных бактерий (например, у клостридиев) имеет особое значение. Реакцию (3) катализирует пируват: формиатлиаза. Этот фермент есть у многих анаэробных бактерий, выделяющих муравьиную кислоту («муравьинокислое брожение»), в частности у Enterobacteriaceae, но встречается также у фототрофных бактерий. У дрожжей и некоторых бактерий, образующих этанол, имеется четвертый фермент, окисляющий пируват: (4) Пируват -> Ацетальдегид + СО2 Этот фермент - пируватдекарбоксилаза - расщепляет пируват на ацетальдегид и СО2. Ацетальдегид затем восстанавливается до этанола. Дегидрирование пирувата пируватдегидрогеназой.Этот мультиферментный комплекс при участии кофакторов превращает пируват в ацетилкофермент А и СО2 [см. реакцию (1) выше и рис. 7.6]. В состав мультиферментного комплекса входят три белка: пируватдегидро-геназа (Е1), дигидролипоамид-трансацетилаза (П2) и дигидролипоамид-дегидрогеназа (ЕЗ): На начальном этапе (Е1) пируват взаимодействует со 2-м углеродным атомом тиазольного кольца (7) тиаминпирофосфата (ТПФ), в результате чего отщепляется СО2- Образующийся гидроксиэтил-ТПФ (2) реагирует с присоединенным к Е2 липоатом (3), который при этом восстанавливается, а у вторичной SH-группы удерживает ацетильный остаток (4). Затем Е2 катализирует перенос ацетильной группы на кофермент А: при этом остается дигидролипоат (5), который снова окисляется при помощи ЕЗ до липоата при одновременном восстановлении NAD. У строго анаэробных бактерий пируватдегидрогеназный мультиферментный комплекс отсутствует.

Вопрос 14: Цикл Кребса – общий конечный путь окисления ацетильных групп (в виде ацетил-КоА), в которые превращается в процессе катаболизма большая часть органических молекул, играющих роль «клеточного топлива»: углеводов, жирных кислот и аминокислот. Суть цикла трикарбоновых кислот (ЦТК) – окисление двухуглеродного фрагмента (ацетата) до 2х молекул СО₂ с образованием энергии. ЦТК является тем центром, в котором сходятся практически все метаболические пути.

Энергетический расчет:

Итого: 24 молекулы АТФ

Анаэробные дегидрогеназы - э то двухкомпонентные ферменты, коферментом которых может быть НАД+ (никотинамидадениндинуклеотид)

При окислении субстрата НАД+ превращается в восстановленную форму НАДH, а второй протон субстрата диссоциирует в среду (НАДH+ Н+). К анаэробным НАД-зависимым дегидрогеназам относятся такие ферменты, как лактатдегидрогеназа, малатдегидрогеназа и др. Коферментом анаэробных дегидрогеназ может быть также НАДФ+ (никотинамидадениндинуклеотидфосфат), содержащий на одну фосфатную группировку больше, чем НАД +. НАДФ- зависимыми дегидрогеназами являются изоцитратдегидрогеназа, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа, 6-фосфоглюконатдегидрогеназа и др.

Окисленные и восстановленные формы коферментов анаэробных дегидрогеназ могут взаимопревращаться в реакции, катализируемой ферментом НАД(Ф)-трансгидрогеназой:

НАДФH + НАД+ = НАДФ+ + НАДH

Анаэробные дегидрогеназы передают водород, т. е. электроны и протоны, различным промежуточным переносчикам и аэробным дегидрогеназам.

Вопрос 15: Метаболизм-обмен веществ.

Катаболизм -распад пит.веществ на небольшие фрагменты, которые в ходе реакций амфиболизма превращаются в ряд орг.кислот и фосфорных эфиров. Анаболизм -синтез более сложных в-тв (полимеров: белки, полисахариды, полинуклеотиды) из более простых (мономеры: аминокислоты, сахара, нуклеотиды).

В самом общем виде процессы, способные служить источником энергии для прокариот, можно представить следующим образом:

А = >В + е^–.

Например,

Fe²⁺ = >Fe³⁺ + е^–; (1)

-CH₂-CH₂- => -CH₂=CH₂- + 2 e^–; (2)

СН₄ + 1/2 O_2=> СН₃ОН. (3)

В первой реакции окисление иона двухвалентного железа — это потеря электрона. Во втором примере окисление углеродного субстрата можно в равной мере рассматривать как отрыв от него водорода (дегидрирование) или независимое удаление двух протонов (Н⁺) и электронов (e^–).В последнем примере имеет место присоединение атома кислорода к молекуле субстрата. Окислительно-восстановительный характер реакции в этом случае не столь очевиден, как в предыдущих, поскольку не происходит отрыва электрона (водорода) от молекулы метана. В данном случае в результате окисления метана происходит замена связи C-H на связь C-OH, кислород оттягивает электроны от атома углерода, подвергшегося окислению, сам при этом восстанавливаясь. Таким образом, внутри молекулы происходит "деление" электронной пары между атомами углерода и кислорода, т. е. окислительно-восстановительные перестройки.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: