Основной путь катаболизма глюкозы в организме человека и животных — это сочетание гликолиза и цикла лимонной кислоты. Однако существуют второстепенные дороги, выполняющие специфические функции. Один из них (пентозофосфатный) включает превращение глюкозо-6-фосфата в пентозофосфаты и СО2 и таким образом обеспечивает клетки рибозо-5-фосфатом для синтеза нуклеотидов и нуклеиновых кислот. Кроме того, ПФП поставляет восстановленную форму НАДФН, необходимую для реакций восстановления при синтезе жирных кислот и стероидных соединений, для микросомального окисления. ПФП состоит из окислительной и неокислительном стадий. Все реакции происходят в цитоплазме клеток.
В первой реакции окислительной стадии глюкозо-6-фосфат окисляется НАДФ + — зависимой глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы с образованием НАДФН и 6-фосфоглюконолактону. Последний гидролизуется лактоназою до 6 фосфоглюконовой кислоты. Поэтому ПФП называют также фосфоглюконатним. Далее фосфоглюконатдегидрогеназа катализирует одновременно дегидрирования и декарбоксилирования 6 фосфоглюконат. Первый атом углерода гексозофосфат освобождается в виде СО2. Образуются пентоза (рибулозо-5-фосфат) и вторая молекула НАДФ. Эти три реакции окислительной стадии необратимы.
Неокислительном стадия ПФШ включает обратные реакции изомеризации пентоз и перехода их в фруктозо-6-фосфат. Преобразования осуществляются через промежуточные соединения — гептозы (седогептулозо-7-фосфат), тетроз (эритроза-4-фосфат), триозы (глицеральдегид-3-фосфат) — под действием ферментов транскетолазы и трансальдолазы, которые катализируют реакции переноса, соответственно двух и тривуглецевого фрагмента из одного углерода на другой. Коферментом транскетолазы является тиаминдифосфат. Образованный фруктозо-6-фосфат превращается в глюкозо-6-фосфат или распадается путем гликолиза. Таким образом, ПФП может переходить в гликолитический. Так осуществляется утилизация пентоз, образованных в окислительной стадии ПФП и рибозо-5-фосфата, образованного при распаде нуклеиновых кислот.
Реакции неокислительном стадии ПФП протекают и в обратном направлении. Благодаря этому пентозы могут синтезироваться из глюкозы не из окислительной стадию ПФП, а из промежуточных продуктов гликолиза — фруктозо-6-фосфата и глицеральдегид-3-фосфата. Суммарный переход пяти молекул фруктозо-6-фосфата даст шесть молекул рибозо-5-фосфата. Такое направление реакций неокислительном стадии ПФШ имеет место в тканях, в которых потребность в пентозах больше, чем потребность в НАДФН.
В отличие от гликолиза и цикла лимонной лимонной кислоты, ПФП может функционировать в различных тканях в нескольких вариантах. Выбор направления и варианта ПФП определяется наличием субстратов и потребностью клетки в продуктах.
1. При необходимости в НАДФН и рибозо-5-фосфате ПФП может заканчиваться образованием пентозы.
2. Когда потребность в НАДФН больше, чем потребность в пентозах, окислительная стадия дополняется переходом пентоз в глюкозо-6-фосфат, который вновь окисляется до пентоз. С суммарным процессом лучше ознакомиться, рассматривая 6 молекул глюкозо-6-фосфата.
Обратим внимание, что все молекулы СО2 образуются из разных молекул глюкозо-6-фосфата.
Значительной потребностью в НАДФН отличаются жировая ткань, молочная железа в период лактации, печень (для синтеза жирных кислот), кора надпочечников и семенники (для синтеза стероидных гормонов), эритроциты (для восстановления окисленного глутатиона). Поэтому в этих тканях большая часть глюкозы окисляется пентозофосфатного пути.
3. Когда потребность в рибозо-5-фосфат для синтеза нуклеотидов значительно больше, чем потребность в НАДФН, то происходит его образование с фруктозо-6-фосфата реакциями неокислительном стадии ПФП. Величины относительных вкладов окислительного и неокислительном путей образования пентоз в тканях организма изучены недостаточно.
4. рибоза-5-фосфат, возникающая при распаде нуклеотидов и нуклеиновых кислот, из реакции неокислительном стадии ПФП включается в гликолиз и аэробный распад и, таким образом, может служить источником энергии.
Регуляторный фермент ПФП — глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы. Активность его тормозится продуктом реакции — НАДФН. Таким образом, интенсивность ПФШ зависит от скорости использования НАДФН в реакциях анаболизма и контролируется отношением в клетке НАДФ + / НАДФН. ПФП Для глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы эритроцитов открыто большое количество вариантов (около 80), которые отличаются по каталитической активностью, родством с субстратами, чувствительностью к температуре, рН, ингибиторов, электрофоретической подвижностью. Активность фермента может быть снижена в разной степени, вплоть до нулевой. Наличие у человека варианта глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы с активностью, близкой к нулю, проявляется клинически гемолитической анемией. При выраженной недостаточности фермента (активность ниже 10%) анемия развивается только под влиянием некоторых лечебных средств (противомалярийных, сульфаниламидных и др.). У людей с менее выраженной недостаточностью фермента клинические проявления, как правило, отсутствуют. Механизм развития гемолитической анемии при этом наследственной патологии заключается в следующем. В эритроцитах НАДФ переводит окисленный глутатион в восстановлен. Последний предупреждает перекисное окисление липидов мембран, защищает от окисления SH-группы белков, поддерживает восстановлен состояние железа в гемоглобине. Снижена продукция НАДФН вследствие выраженной недостаточности глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы приводит к снижению уровня в эритроцитах восстановленного глутатиона и, как следствие, гемолиз эритроцитов.
(Пока оценок нет)Сочинение по литературе на тему: Пентозофосфатный путь окисления глюкозы
Пентозофосфатный путь окисления глюкозы