75. Внешний обмен углеводов. Механизм всасывания сахаров в кишечнике.

Всасывание сахаров. В кишечнике млекопитающих могут всасываться различные моносахариды, однако в естественных условиях основных из них является глюкоза. На втором по значению месте находится фруктоза. В период питания организма молоком матери существенное значение имеет галактоза.

Поступление моносахаридов из просвета тонкой кишки в кровь может осуществляться различными путями, однако при всасывании глюкозы основную роль играет активный транспорт. Его особенностью является зависимость от ионов Na2+. Наиболее распространено представление о сопряженном транспорте глюкозы и Na2+ одним переносчиком. В соответствии с гипотезой натриевого градиента движущей силой, обеспечивающей перенос молекул глюкозы, является концентрационный градиент Na . Для обеспечения последнего ионы Na2+ должны откачиваться из клетки. Этот процесс протекает с использованием энергии АТФ.

Предложена также другая модель Na+-зависимого транспорта глюкозы, которая предусматривает наличие в мембране энтероцита двух параллельно взаимодействующих каналов (для Na+ и глюкозы) и расположенного на поверхности мембраны воротного белка. Этот белок связывает глюкозу на входе в транспортную систему, что приводит к активированию натриевого канала. На определенной стадии движения Na+ по этому каналу активируется глюкозный канал, по которому и транспортируется молекула глюкозы, первоначально фиксированная на воротном белке.

По механизму активного транспорта всасываются не все моносахариды. В отличие от D-глюкозы и D-галактозы, L-глюкоза и L-галактоза транспортируются пассивно, что проявляется в меньшей скорости их всасывания.

79. Конечные продукты гликолиза. Цикл Кори.

Цикл Кори — совокупность биохимических ферментативных процессов транспорта лактата из мышц в печень, и дальнейшего синтеза глюкозы из лактата, катализируемое ферментамиглюконеогенеза.

Биологический смысл

При интенсивной мышечной работе, а также в условиях отсутствия или недостаточного числа митохондрий (например, в эритроцитах или мышцах) глюкоза вступает на путь анаэробногогликолиза с образованием лактата. Лактат не может далее окисляться, он накапливается (при его накоплении в мышцах раздражаются чувствительные нервные окончания, что вызывает характерное жжение в мышцах). С током крови лактат поступает в печень. Печень является основным местом скопления ферментов глюконеогенеза (синтез глюкозы из неуглеводных соеднений), и лактат идет на синтез глюкозы.

Реакция превращения лактата в пируват катализируется лактатдегидрогеназой, далее пируват подвергается окислительному декарбоксилированию или может подвергаться брожению.

Глико́лиз — ферментативный процесс последовательного расщепления глюкозы в клетках, сопровождающийся синтезом АТФ. Гликолиз при аэробных условиях ведёт к образованию пировиноградной кислоты (пирувата), гликолиз в анаэробных условиях ведёт к образованию молочной кислоты (лактата).

85. Цтк. Биологическое значение. Характеристика процесса. Анаплеротические реакции.

Ци́кл трикарбо́новых кисло́т (цикл Кре́бса, цитра́тный цикл, цикл лимонной кислоты) — центральная часть общего пути катаболизма, циклический биохимический аэробный процесс, в ходе которого происходит превращение двух- и трёхуглеродных соединений, образующихся как промежуточные продукты в живых организмах при распаде углеводов, жиров и белков, до CO2. При этом освобождённый водород направляется в цепь тканевого дыхания, где в дальнейшем окисляется до воды, принимая непосредственное участие в синтезе универсального источника энергии — АТФ.

Цикл Кребса — это ключевой этап дыхания всех клеток, использующих кислород, центр пересечения множества метаболических путей в организме. Кроме значительной энергетической роли циклу отводится также и существенная пластическая функция, то есть это важный источник молекул-предшественников, из которых в ходе других биохимических превращений синтезируются такие важные для жизнедеятельности клетки соединения как аминокислоты, углеводы, жирные кислоты и др.

Цикл превращения лимонной кислоты в живых клетках был открыт и изучен немецким биохимиком Хансом Кребсом, за эту работу он (совместно с Ф. Липманом) был удостоен Нобелевской премии (1953 год).

У эукариот все реакции цикла Кребса протекают внутри митохондрий, причём катализирующие их ферменты, кроме одного, находятся в свободном состоянии в митохондриальном матриксе, исключение составляет сукцинатдегидрогеназа, которая локализуется на внутренней митохондриальной мембране, встраиваясь в липидный бислой. У прокариот реакции цикла протекают в цитоплазме.

Цикл Кребса

Цитратсинтаза.

Первая реакция цикла - это конденсирование ацетилКоА и ЩУК. При этом продуктом реакции является цитрат. Кроме того, цитрат используется в транспорте ацетилКоА из митохондрии в цитоплазму.

Изомеризация цитрата в изоцитрат посредством аконитазы - стереоспецифична, с миграцией ОН-группы от центрального углеродного атома на соседний. Аконитза - один из нескольких митохондриальных ферментов, которые в своём составе содержат негемовое железо.

Изоцитрат окислительно декарбоксилируется до альфа-кетоглутарата посредством фермента изоцитратдегидрогеназы. Известно два различных фермента ИДГ. ИДГ, который используется в цикле Кребса, как кофактор использует НАД+, в то время как другая ИДГ использует НАДФ+ как кофактор. Первый фермент обнаружен только в митохондриях, а второй - как в митохондрии, так и в цитоплазме. СО2, который образуется в этой реакции, идёт на синтез цитрата.

Альфа-кетоглутарат декарбоксилируется до сукцинилКоА с помощью альфа-кетоглутаратДГ. В ходе этой реакции образуется второй моль СО2.

СукцинилКоАсинтетаза катализирует реакцию превращения сукцинилКоА в сукцинат. При этом из ГДФ образуется ГТФ, процесс такой известен как субстратное фосфорилирование.

СукцинатДГ катализирует реакцию окисление сукцината в фумарат с последующим восстановлением ФАД.

Под действием фумаразы образуется L-малат.

МалатДГ.

L-малат - специфический субстрат для МДГ, последнего фермента цикла Кребса. При этом происходит окисление малат в ЩУК с последующим восстановлением НАД+.

Функции

Интегративная функция — цикл является связующим звеном между реакциями анаболизма и катаболизма.

Катаболическая функция — превращение различных веществ в субстраты цикла:

Жирные кислоты, пируват,Лей,Фен — Ацетил-КоА.

Арг, Гис, Глу — α-кетоглутарат.

Фен, тир — фумарат.

Анаболическая функция — использование субстратов цикла на синтез органических веществ:

Оксалацетат — глюкоза, Асп, Асн.

Сукцинил-КоА — синтез гема.

CО2 — реакции карбоксилирования.

Водорододонорная функция — цикл Кребса поставляет на дыхательную цепь митохондрий протоны в виде трех НАДН.Н+ и одного ФАДН2.

Энергетическая функция — 3 НАДН.Н+ дает 7.5 моль АТФ, 1 ФАДН2 дает 1.5 моль АТФ на дыхательной цепи. Кроме того в цикле путем субстратного фосфорилирования синтезируется 1 ГТФ, а затем из него синтезируется АТФ посредствам трансфосфорилирования: ГТФ + АДФ = АТФ + ГДФ.