Другие метаболические пути, в результате которых выделяется энергия

1. ДРУГИЕ МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ПУТИ, В РЕЗУЛЬТАТЕ КОТОРЫХ ВЫДЕЛЯЕТСЯ ЭНЕРГИЯ

2. ГЛИОКСАЛАТНЫЙ ЦИКЛ

3.

Глиоксалатный цикл обнаружен у
растений, дрожжей и некоторых
бактерий.
У
растений
он
происходит
при
прорастании
богатых жиром семян. Когда жиры
расщепляются до двухуглеродных
единиц в виде ацетил-СоА, то
ацетил-СоА
становится
источником энергии.

4.

Глиоксалатный
цикл
можно
считать вариантом цикла Кребса.
Первоначально
его
этапы
происходят так же, как и цикл
Кребса, только ацетил-СоА получен
в результате расщепления жиров.
Затем
изолимонная
кислота
расщепляется на янтарную и
гиоксиловую
кислоты
(глиоксалат).

5.

Янтарная кислота выходит из
цикла,
а
глиоксалат
соединяется
с
ацетил-СоА,
отщепляет от него ацетильную
группу
и
превращается
в
яблочную
кислоту.
Она
окисляется до ЩУК.

6.

При
окислении
яблочной
кислоты
образуется
одна
молекула НАД ∙ Н + Н+. У
растений глиоксалатный цикл
происходит
в
специальных
микротельцах - глиоксисомах.

7.

8. ЗНАЧЕНИЕ ГЛИОКСАЛАТНОГО ЦИКЛА

• 1. НАД ∙ Н + Н+ может окисляться в
ЭТЦ с образованием трех молекул
АТФ.

9. ЗНАЧЕНИЕ ГЛИОКСАЛАТНОГО ЦИКЛА

• 2.Янтарная кислота выходит из глиоксалатного
цикла и поступает в митохондрию, где
включается в ЦТК. Здесь она превращается в
ЩУК, потом происходит образование ПВК, а
затем ее превращение в ФЕП и далее в сахара.
Следовательно, при помощи глиоксалатного
цикла жиры могут превращаться в углеводы.
Это очень важно при прорастании семян, так
как сахара могут транспортироваться из одной
части растения в другую, а жиры – нет.

10. ЗНАЧЕНИЕ ГЛИОКСАЛАТНОГО ЦИКЛА

• 3. Глиоксиловая кислота служит
материалом
для
синтеза
порфиринов,
а
следовательно
хлорофилла.

11. ПЕНТОЗНОФОСФАТНЫЙ ПУТЬ

12.

Кроме гликолитического пути
полного окисления глюкозы,
называемого дихотомическим,
существует
другой
универсальный, свойственный
всем
организмам
путь
–
пентознофосфатный,
или
апотомический.

13.

Он происходит в цитоплазме в
присутствии
кислорода
и
имеет
свои
характерные
особенности.

14. Особенности пентознофосфатного пути

• 1. Отсутствие в самом цикле
синтеза АТФ.
• 2.
Образование
рибозы,
необходимой
для
синтеза
нуклеотидов и коферментов.

15. Особенности пентознофосфатного пути

• 3. Использование в качестве
кофермента не НАД+, а НАДФ+.
Образуемый
здесь
восстановленный
НАДФ
окисляется в ЭТЦ с образованием
АТФ, а также используется в
биосинтезе
жирных
кислот,
холестерина,
стероидных
гормонов, пуринов.

16.

Реакции
пентознофосфатного
цикла можно разделить на две
основные стадии.
Реакции первой стадии связаны с
прямым окислением глюкозо-6фосфата
и
сопровождаются
освобождением
СО2
и
образованием
рибулозо-5фосфата.

17.

Вторая стадия – регенерация глюкозо6-фосфата протекает весьма сложно.
Рибулозо-5-фосфат,
многократно
изомеризуясь, в частности, переходя в
ксилулозо-5-фосфат и рибозо-5-фосфат,
а также вступая в транскетолазные и
трансальдолазные
реакции,
заключающиеся
в
переносе
двухуглеродных
и
трехуглеродных
фрагментов от одного фосфорного
эфира к другому, превращаются в
глюкозо-6-фосфат.

18.

Подсчитано, что из шести молекул
рибулозо-5-фосфата
получается
5
молекул глюкозо-6-фосфата. Таким
образом, суммарный эффект всех
реакций сводится к тому, что при
распаде глюкозо-6-фосфата из каждых
шести его молекул одна полностью
распадается.

19.

20.

Суммарное уравнение реакций
пентознофосфатного пути:
6 глюкозо-6-фосфат +12 НАДФ+ +7 Н2О
6 СО2 + 5 глюкозо-6-фосфат + 12 НАДФ∙Н + 12Н+
+ Фн

21.

После сокращения пяти молекул
глюкозо-6-фосфата остается:
глюкозо-6-фосфат + 12 НАДФ++ 7 Н2О
6 СО2 + 12 НАДФ∙Н + Н+ + Фн

22.

Энергетический баланс пентознофосфатного
пути:
в ЭТЦ
12 НАДФ∙Н + 12 Н+
12 × 3 = 36 АТФ
- 1 АТФ (на
фосфорилирование (первая реакция)
____________________________________
Итого:
35 молекул АТФ
на молекулу глюкозы

23. ЗНАЧЕНИЕ ПЕНТОЗНО-ФОСФАТНОГО ПУТИ

ЗНАЧЕНИЕ ПЕНТОЗНОФОСФАТНОГО ПУТИ
• 1. Снабжение
клетки
восстановленным НАДФ, который
является донором для биосинтеза
жирных
кислот,
стероидных
гормонов, пуринов.НАД ∙ Н + Н+
может окисляться в ЭТЦ с
образованием трех молекул АТФ.

24. ЗНАЧЕНИЕ ПЕНТОЗНО-ФОСФАТНОГО ПУТИ

ЗНАЧЕНИЕ ПЕНТОЗНОФОСФАТНОГО ПУТИ
• 2. Пентозы,
возникающие
в
цикле, используются для синтеза
АТФ, АДФ, АМФ, нуклеотидов,
нуклеиновых
кислот,
коферментов.

25. ЗНАЧЕНИЕ ПЕНТОЗНО-ФОСФАТНОГО ПУТИ

ЗНАЧЕНИЕ ПЕНТОЗНОФОСФАТНОГО ПУТИ
• 3. При определенных условиях
этот
путь
может
служить
источником АТФ, хотя обычно он
не используется клеткой для
получения энергии. Этот путь
обходит все регулируемые участки
гликолиза, поэтому так «дышат»
больные ткани.

26.

Пентознофосфатный путь широко
представлен в природе. Его доля в
окислении глюкозы неодинакова
у разных организмов. Она зависит
от
типа
и
функционального
состояния ткани, и может быть
высокой в клетках, где происходят
восстановительные синтезы.

27.

У некоторых микроорганизмов и в
некоторых тканях животных до
2/3 глюкозы может окисляться в
пентознофосфатном
пути.
У
млекопитающих
высокая
активность этого пути в клетках
печени,
коры
надпочечников,
жировой ткани, молочной железы
в
период
лактации,
в
эмбриональных тканях, а низкая –
в сердечной и скелетной мышцах.

28.

Считают, что транскетолазные и
другие трансферазные реакции в
обмене углеводов – одни из самых
древних. По мере эволюции к ним
присоединились дегидрогеназные
процессы, и апотомический путь
обмена
углеводов
принял
законченный вид. Но в дальнейшем
в
большинстве
типов
тканей
дихотомический
путь
распада
углеводов стал преобладающим.