Кировская государственная медицинская академия Кафедра химии
Дыхательная цепь
Биологическое окисление Окислительное фосфорилирование
Образование пирувата из глюкозы
ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЕ ПИРУВАТА
Окислительное декарбоксилирование пирувата
Дыхательная цепь
ЦТК – цикл Кребса
Первая реакция
Первая стадия
Вторая стадия
Третья стадия
Четвертая стадия
Пятая стадия
Шестая стадия
Седьмая стадия
Восьмая стадия
Значение ЦТК
Энергетика ЦТК
Роль ЦТК для анаболизма
Дыхательная цепь
2.52M
Category: biologybiology

Общие пути катаболизма

1. Кировская государственная медицинская академия Кафедра химии

Общие пути катаболизма
Зав. кафедрой:
доктор медицинских наук, профессор
Цапок Петр Иванович

2. Дыхательная цепь

Биологическое окисление
Окислительное
фосфорилирование

3. Биологическое окисление Окислительное фосфорилирование

• В пище человека нет готовых
первичных доноров водорода,
которые служили бы субстратами
для дегидрогеназ. Они образуются
в ходе катаболизма пищевых
веществ.

4.

• В ходе метаболизма У , Ж и Б
образуются 2 центральных
метаболита:
• 1) ПВК (пировиноградная
кислота) и
• 2) ацетил-КоА.

5.

6.

Образование пирувата из
глюкозы

7. Образование пирувата из глюкозы

• Различают специфические
пути катаболизма и
общие пути катаболизма,
которые являются
продолжением специфических
путей.

8.

ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЕ
ПИРУВАТА
• В МАТРИКСЕ МИТОХОНДРИЙ

9. ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЕ ПИРУВАТА

Окислительное
декарбоксилирование
пирувата
• пируватдегидрогеназный
мультиферментный комплекс:
3 фермента:
пируватдегидрогеназа
(декарбоксилирующая) - Е1-ТПФ,
дигидролипоилацетилтрансфераза –
Е2-ЛК,
Дигидролипоилдегидрогеназа – Е3ФАД.

10. Окислительное декарбоксилирование пирувата

• 5 коферментов:
1)Тиаминдифосфат (ТДФ) с Е1,
2) Липоевая кислота (ЛК) с Е2,

11.

3) ФАД в виде простетической
группы на Е3.
4) НАД+
5) кофермент А

12.


Е2-ЛК составляет ядро
пируватдегидрогеназного
комплекса, вокруг которого
расположены
пируватдегидрогеназа и
дигидролипоилдегидрогеназа
.

13.

Суммарная реакция:
• Пируват + НАД+ + HS-KoA
–>Ацетил-КоА + НАДН + Н+ + СO2.

14.

15.

• На I стадии пируват
декарбоксилируется в
результате взаимодействия с
E1-ТПФ.

16.

• На II стадии оксиэтильная
группа комплекса E1–ТПФ–
СНОН–СН3 окисляется с
образованием ацетильной
группы, которая переносится
на липоевую кислоту в
составе фермента Е2- ЛК.

17.


Фермент катализирует III
стадию – перенос ацетильной
группы на коэнзим КоА (HSKoA) с образованием ацетилКоА.

18.

• На IV стадии образуется
окисленная форма ЛК из
восстановленного комплекса
Е2-ЛК. При участии Е3-ФАД
перенос атомов водорода от
восстановленных
сульфгидрильных групп
дигидролипоевой кислоты на
ФАД.

19.


На V стадии
восстановленный ФАДН2
передает водороды на
кофермент НАД с
образованием НАДН.

20.

Суммарная реакция,
катализируемая
пируватдегидрогеназным
комплексом:
• Пируват + НАД+ + HS-KoA
–>Ацетил-КоА + НАДН + СO2.

21.

Дыхательная цепь

22. Дыхательная цепь

• Образовавшийся в процессе
окислительного
декарбоксилирования ацетилКоА подвергается
дальнейшему окислению с
образованием СО2 и Н2О в
цикле трикарбоновых кислот
(цикл Кребса).

23.

ЦТК – цикл Кребса
• Сгорание происходит в
МХ клеток в цикле
трикарбоновых кислот
— цикле Кребса.

24. ЦТК – цикл Кребса

Первая реакция
• 1.Присоединение
ацетильного остатка
ацетилкоА к оксалоацетату с
образованием
трикарбоновой лимонной
кислоты — цитрата.

25. Первая реакция

Первая стадия
Катализируется
цитратсинтазой:

26. Первая стадия

27.

Вторая стадия
• 2.Изомеризация цитрата в
изоцитрат, катализируется
аконитазой.
• Проходит путем
дегидратации цитрата и
последующей гидратации
аконитата с превращением
его в изоцитрат:

28. Вторая стадия

29.

Третья стадия
• 3. Окисление гидроксигруппы
изоцитрата до карбонильной
группы с помощью NAD+ и
декарбоксилированием в
бета-положении
изоцитратдегидрогеназой:

30. Третья стадия

31.

Четвертая стадия
• 4. Окислительное
декарбоксилирование
aльфа-кетоглутарата,
катализируется
aльфа-кетоглутаратдегидроге
назным комплексом. Образуется
сукцинилкофермент А и
выделяется вторая молекула
CO2:

32. Четвертая стадия

33.

Пятая стадия
• 5. Фосфорилирование ГТФ,
сопряженное с гидролизом
макроэргической тиоэфирной
связи в сукцинилкоферменте А,
катализируется сукцинатСоА
лиазой:

34. Пятая стадия

35.

Шестая стадия
• 6. Превращение
сукцината в
фумарат, катализируется
сукцинатдегидрогеназой,
( в составе комплекса II ЦПЭ
с коферментом Q в качестве
акцептора электронов:

36. Шестая стадия

37.

Седьмая стадия
• 7. Гидратация
двойной связи
фумарата с образованием
малата, катализируется
фумаратгидратазой:

38. Седьмая стадия

39.

Восьмая стадия
• 8. Окисление гидроксигруппы
малата до кетогруппы,
приводит к регенерации
оксалоацетата,
катализируется
малатдегидрогеназой:

40. Восьмая стадия

41.

Значение ЦТК
• В ходе ЦТК восстанавливается
до НАДH три молекулы НАД+,
пара электронов поступает в
ЦПЭ от ФАДН2 через кофермент
Q и образуется одна
макроэргическая связь в
молекуле ГТФ.

42. Значение ЦТК

43.

Энергетика ЦТК
• С учетом АТФ, образующихся в
ЦПЭ при окислении НАДH2 и
ФАДH2, сгорание ацетильного
остатка в ЦТК сопровождается
образованием 11 молекул АТФ и
одной ГТФ, т.е. - 12 макроэргических связей.

44. Энергетика ЦТК

Роль ЦТК для анаболизма
• Некоторые компоненты ЦТК
необходимы для
биосинтетических процессов
(синтез некоторых
аминокислот и нуклеотидов).

45. Роль ЦТК для анаболизма

46.

47. Дыхательная цепь

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
English     Русский Rules