I. Превращение пвк
В результате непрямого дезаминирования из АК образуются аммиак и кетокислоты.
ЛЕЙ кетокислоты жиры.
ИЛЕ, ЛИЗ, ФЕН, ТРИ, ТИР углеводы и жиры.
АЛА, ЦИС, СЕР, ГЛИ, ТРЕ ПВК.
ГЛУ альфа-КГ.
АСП оксалоацетат (ЩУК).
Пировиноградная к-та (ПВК) подвергается окислительному декарбоксилированию (Ох-ДК), протекающему в четыре реакции. При этом молекула ПВК [СН3-СО-СООН] превращается в ацетил-КоА [СH3-CO-S-KoA] и углекислоту [СО2]. Пируват-дегидрогеназный комплекс ферментов: пируватДК, ацетилТФ, ДГ липоевой к-ты. Коферменты: НАД, ФАД, ТДФ, HSKoA, липоевая к-та. НАД переходит в восстановленную форму НАД·Н2, который поступает в дыхательную цепь митохондрий, где дает 3 АТФ.
Ацетил-КоА вступает в ЦТК (цикл трикарбоновых кислот, или цикл Кребса, или цикл лимонной кислоты).
II. Цикл Кребса:
[НАД·Н2 поступает в дыхательную цепь митохондрий, где каждая молекула дает три АТФ; ФАД·Н2 – аналогично, но дает две АТФ]
Суммарно ЦТК выглядит так:
СН3-СО-SКoA + 2H2O + Фн + АДФ 2СО2 + 3НАД·Н2 + ФАД·Н2 + АТФ + HSКоА
Функции цтк:
1. катаболическая – распад белков, жиров, углеводов;
2. интегративная – взаимосвязь обменов Б, Ж, У;
3. анаболическая – использование метаболитов ЦТК в синтезе необходимых организму соединений (напр., альфа-КГ глу ; ЩУК асп);
4. энергетическая – выделение АТФ.
5. водород-генерирующая – образование восстановленных форм коферментов (3 НАД·Н2 + ФАД·Н2 4 Н2)
III. Биологическое окисление.
Биологическое окисление – это совокупность реакций окисления, протекающих в живом организме.
Лавуазье сравнивал биологическое окисление с «медленным горением», но это ограниченная аналогия, так как биологическое окисление:
а) протекает при низкой температуре,
б) протекает без появления пламени,
в) протекает в присутствии воды.
Существует несколько теорий биологического окисления:
1. Теория “активации” кислорода (Бах)
Образуются пероксиды: а) О=О–О–О–
б) –О–О– + S SOO [треугольник, в углах которого три указанные буквы; S = субстрат; над стрелочкой реакции надпись “оксигеназы”]
в) SOO + S’ SO + S’O [фермент пероксидаза]
Эта теория не объясняет окисление в животных тканях.
2. Теория активирования водорода (Палладин)
В клетках животных окисление идет благодаря дегидрированию:
А·Н2 + Ко А + Ко·Н2 [фермент дегидрогеназа]
Ко·Н2 + ½О2 Ко + Н2О
3. Современные представления (Палладин и Бах)
Биологическое окисление – это процесс переноса электронов. Если акцептором электронов выступает молекулярный кислород, то его называют “тканевым дыханием”:
RH2 R + 2H+ + 2e--
2H+ + 2e-- + ½ O2 H2O + 210 кДж
Биологическое окисление – многоступенчатый полиферментативный процесс, заключающийся в многократной передаче протонов и электронов по цепи ферментов. При этом химическая энергия выделяется небольшими порциями (постепенно, без взрывов).
Дыхательная цепь (дц) (или Цепь Переноса Электронов – цпэ, или Электрон-Транспортная Цепь – этц)
ДЦ – это конвейер по переносу электронов и протонов от восстановленного субстрата к кислороду.
Компоненты ДЦ:
1. Пиридинзависимые ДГ (НАД-, НАДФ-зависимые)
Рабочая часть – витамин РР (никотинамид)
НАД + 2Н+ + 2е ↔ НАД·Н2
2. ФАД-зависимые ДГ (кофермент в ДЦ – ФМН, а акцептор электронов непосредственно от субстрата – ФАД. Рабочая часть – изоалоксазин.
[При восстановлении к атомам азота при двойных связях, отмеченных стрелками, присоединяется по атому водорода, а двойная связь перемещается на общую грань колец В и С.]
3. Убихинон (Ko Q). Обладает о/в-свойствами благодаря кето-енольной таутомерии.
4. Цитохромы. Относятся к гемопротеинам, содержат атомы железа, переход степени (2↔3) окисления которого и обеспечивает транспорт электронов (протоны ими не транспортируются !!! ).
В ДЦ цитохромы расположены в следующей последовательности: b - c1 - c - a - a3 .
Совокупность цитохромов b и c1 называют КоQH-дегидрогеназой, т.к. они отщепляют атом водорода от убихинона (KoQ).
Цитохромы а и а3 – цитохромоксидазой (т.к. способствуют переносу электронов на молекулярный кислород).