Аэробное окисление углеводов. Лекция№3

1.

Лекция№3.
Тема: Аэробное окисление углеводов.

2.

Вопросы лекции
1.
Общая характеристика.
2.
Окислительное декарбоксилирование пирувата.
3.
Цикл Кребса.
4.
Ферменты ЦТК.
5.
Связь ЦТК с цепью переноса электронов.
6.
Биологическая роль ЦТК.
7.
Энергетический баланс АТФ в ЦТК.
8.
Регуляция ЦТК.

3.

4.

5.

6.

Дыхание

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

Окислительное декарбоксилирование ПВК

16.

17.

18.

19.

20.

Цикл Кребса:
ЦТК- конечный путь окисления топливных молекул.
Локализован в митохондриях.
Образование ацетил-СоА

21.

ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ ЦТК
В 1930 году некоторые из компонентов ЦТК открыл Альберт Сент-Дьерди. В
частности, он установил, что при добавке сукцината, фумарата и малата к
измельченной мышечной ткани поглощается большее количество кислорода,
чем требуется для окисления, тем самым придя к выводу, что кислоты
являлись катализаторами.
Сент-Дьерди первый, кто непосредственно описал ЦТК и в 1937 году был
удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине «За исследования
биологического окисления и в особенности за открытие витамина С и катализа
фумаровой кислотой».
Однако полную последовательность реакций и образующихся соединений в
1937 году установил Ханс Адольф Кребс. В 1953 году он получил Нобелевскую
премию «За открытие цикла лимонной кислоты» (разделил с Фрицем
Альбертом Липманом, получившим премию «За открытие кофермента А и его
значения для промежуточных стадий метаболизма»). С тех пор ЦТК имеет
авторское узнаваемое название — цикл Кребса.

22.

23.

24.

25.

26.

27.

28.

29.

30.

31.

32.

33.

34.

35.

Мнемоника ЦТК

36.

ЦТК в стихах
ЩУКа съела ацетат, получается цитрат
Через цис-аконитат будет он изоцитрат
Водороды отдав НАД, он теряет СО2
Этому безмерно рад альфа-кетоглутарат
Окисление грядет - НАД похитил водород
ТДФ, коэнзимА забирают СО2
А энергия едва в сукциниле появилась
Сразу ГТФ родилась и остался сукцинат
Вот добрался он до ФАДа - водороды тому надо
Фумарат воды напился, и в малат он превратился
Тут к малату НАД пришел, водороды приобрел
ЩУКа снова объявилась и тихонько затаилась
Караулить ацетат...

37.

38.

39.

40.

Энергетический выход ЦТК

41.

42.

43.

44.

45.

46.

Регуляция ЦТК

47.

48.

49.

Регуляция ЦТК
Регулятором ЦТК является оксалоацетат, а точнее его доступность. Наличие
оксалоацетата вовлекает в ЦТК ацетил-SКоА и запускает процесс.

50.

51.

Регуляция ЦТК
Обычно в клетке имеется баланс между образованием ацетил-SКоА (из
глюкозы, жирных кислот или аминокислот) и количеством оксалоацетата.
Источником оксалоацетата являются:
1. Пировиноградная кислота, образуемая из глюкозы или аланина
Регуляция активности фермента пируваткарбоксилазы осуществляется при
участии ацетил-SКоА. Когда ацетил-SКоА накапливается, то фермент
начинает работать и образуется оксалоацетат, но, естественно, только при
наличии пирувата.
2.
Получение
из
аспарагиновой
кислоты
в
результате трансаминирования или из цикла АМФ-ИМФ (инозинмонофосфат).
3. Поступление из фруктовых кислот самого цикла (янтарной, αкетоглутаровой, яблочной, лимонной),
образуемых при катаболизме
аминокислот или в других процессах. Большинство аминокислот при своем
катаболизме способны превращаться в метаболиты ЦТК, которые далее идут
в оксалоацетат, чем также поддерживается активность цикла.

52.

Роль оксалоацетата в метаболизме

53.

Роль оксалоацетата в метаболизме
Примером существенной роли оксалоацетата служит активация синтеза кетоновых
тел и кетоацидоз плазмы крови при недостаточном количестве оксалоацетата в
печени.
Такое состояние наблюдается инсулинзависимом сахарном диабете (СД 1 типа) и
при длительном голодании.
При указанных нарушениях в печени активирован процесс глюконеогенеза, т.е.
образования глюкозы из оксалоацетата и других метаболитов, что влечет за собой
снижение количества оксалоацетата.
Одновременная активация окисления жирных кислот и накопление ацетил-SКоА
запускает резервный путь утилизации ацетильной группы – синтез кетоновых тел.
В организме при этом развивается закисление крови (кетоацидоз) с характерной
клинической картиной: слабость, головная боль, сонливость, снижение
мышечного тонуса, температуры тела и артериального давления.