56. Катаболизм глюкозы в анаэробных условиях. Химизм процесса, биологическая роль.

Анаэробным гликолизом называют процесс расщепления глюкозы с образованием в качестве конечного продукта лактата. Этот процесс протекает без использования кислорода и поэтому не зависит от работы митохондриальной дыхательной цепи. АТФ образуется за счёт реакций субстратного фосфорилирования. Суммарное уравнение процесса:

С₆Н₁₂0₆ + 2 Н₃Р0₄ + 2 АДФ = 2 С₃Н₆О₃ + 2 АТФ + 2 Н₂O.

При анаэробном гликолизе в цитозоле протекают все 10 реакций, идентичных аэробному гликолизу. Лишь 11-я реакция, где происходит восстановление пирувата цитозольным NADH, является специфической для анаэробного гликолиза. Восстановление пирувата в лактат катализирует лактатдегидрогеназа (реакция обратимая, и фермент назван по обратной реакции). С помощью этой реакции обеспечивается регенерация NAD⁺ из NADH без участия митохондриальной дыхательной цепи в ситуациях, связанных с недостаточным снабжением клеток кислородом.

3 реакции гликолиза являются необратимыми:  1.гексокиназная.  2.фосфофруктокиназная.  3.пируваткиназная. Энергетический эффект окисления 1 молекулы глюкозы составляет 2 АТФ, глюкозного остатка гликогена-3 АТФ. Биологическая роль анаэробного гликолиза - энергетическая - анаэробный гликолиз является единственным процессом, продуцирующим энергию в форме АТФ в клетке в бескислородных условиях. В эритроцитах гликолиз является единственным процессом, продуцирующим АТФ и поддерживающим биоэнергетику, для сохранения их функции и целостности. Используется в мышцах в первые минуты сокращения.

1. Гексокиназа

2. Фосфоглюкоизомераза

3. Фосфофруктокиназа

4. Альдолаза

5. Фосфотриозоизомераза

6. Дегидрогеназа

7. Фосфоглицераткиназа

8. Фосфоглицеромутаза

9. Енолаза

10. Пируваткиназа

11. Лактатдегидрогеназа

57. Катаболизм глюкозы в тканях в аэробных условиях. Гексозодифосфатный путь превращения глюкозы и его биологическая роль. Эффект Пастера.

1. Г ексокиназа

2. Фосфоглюкоизомераза

3. Фосфофруктокиназа

4. Альдолаза

5. Фосфотриозоизомераза

6. Дегидрогеназа

7. Фосфоглицераткиназа

8. Фосфоглицеромутаза

9. Енолаза

10. Пируваткиназа

Аэробным гликолизом (гексозодифосфатный путь) называют процесс окисления глюкозы до пировиноградной кислоты, протекающий в присутствии кислорода. Все ферменты, катализирующие реакции этого процесса, локализованы в цитозоле клетки.

1. Этапы аэробного гликолиза

В аэробном гликолизе можно выделить 2 этапа.

1. Подготовительный этап, в ходе которого глюкоза фосфорилируется и расщепляется на две молекулы фосфотриоз. Эта серия реакций протекает с использованием 2 молекул АТФ.

2. Этап, сопряжённый с синтезом АТФ. В результате этой серии реакций фосфотриозы превращаются в пируват. Энергия, высвобождающаяся на этом этапе, используется для синтеза 10 моль АТФ.

Этапы аэробного распада глюкозы	Количество использованного АТФ, моль	Количество синтезированного АТФ, моль
I. Аэробный гликолиз
Глюкоза → 2 Пируват	-2	+10
II. Окислительное декарбоксилирование пирувата	-
2 (Пируват → Ацетил-КоА)		+6
III. Цитратный цикл
2 (Ацетил-КоА → СО2+ Н2О)		+24
Суммарный выход АТФ при окислении 1 моль глюкозы		+38

Окисление глюкозы до СО2 и Н2О (аэробный распад). Аэробный распад глюкозы можно выразить суммарным уравнением:

С6Н12О6 + 6 О2 → 6 СО2 + Н2О + 2820 кДж/моль.

Н2О образуется на этапе превращения:

1. ГЛИЦЕРАЛЬДЕГИД-3-ФОСФАТ

2. 2-ФОСФОГЛИЦЕРИНОВАЯ К-ТА

3. ПИРУВАТА

4. Альфа- КЕТОГЛУТАРОВАЯ К-ТА

5. СУКЦИНАТ

4. ИЗОЦИТРАТ

7. МАЛАТ

СО2 образуется на этапе превращения:

1. ПИРУВAT

2. ОКСАЛОСУКЦИНАТ

3. Альфа - КЕТОГЛУТАРОВАЯ К-ТА. АТФ образуется:

А. За счёт реакций субстратного ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ на этапе превращения:

1. 1,3-ДИФОСФОГЛИЦЕРИНОВАЯ К-ТА

2. 2-ФОСФОЕНОЛПИРУВАТ

3. СУКЦИНИЛ-КОА

В. За счёт реакций ОКИСЛИТЕЛЬНОГО ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ на этапе превращения:

1. ГЛИЦЕРАЛЬДЕГИД-3-ФОСФАТ

2. ПИРУВАТ

3. ИЗОЦИТРАТ

4. альфа -КГК

5. СУКЦИНАТ

6. МАЛАТ.

эффект окисления глюкозы в аэробных условиях:

АТФ = 2*(3+1 +1 +3+12) - 2 = 38

Роль аэробного гликолиза:

• обеспечивает энергией клеточные реакции

• промежуточные продукты гликолиза используются при синтезе жиров

• является основным путём катаболизма глюкозы в организме животных и человека.