Анаболизм

Анаболизм– это биосинтез белков, полисахаридов, липидов, нуклеиновых кислот и других макромолекул из молекул-предшественников. Поскольку процесс сопровождается усложнением структуры, то требует затрат энергии. Источником такой энергии является энергияАТФ.

Для биосинтеза некоторых веществ (жирные кислоты, холестерол) требуются активированные (богатые энергией) атомы водорода– их источником являетсяНАДФН. Молекулы НАДФН образуются в 4-х основных реакциях:

1. окисления глюкозо-6-фосфата в окислительном этапе пентозофосфатного пути (ПФП). Фермент - глюкозо-6-фосфата дегидрогеназа.Это основной путь образования НАДФН в организме;

2. при окислении малата малик-ферментом(НАДФ зависимаямалат дегидрогеназа.

малат + НАДФ⁺ ↔ пируват + CO₂ + НАДФH

3. в реакции с участием НАДФ зависимой изоцитратдегидрогеназы.Реакция не относится к ЦТК, протекает в митохондриях, пероксисомах и цитозоле. Это основной путь образования НАДФН вжировых и печёночныхклетках.

4. в реакции с участием фермента НАДН киназы,катализирующей в клетках минорную реакцию:

АТФ + НАД^.Н ↔ АДФ + НАДФ^.Н

Надф Катаболизм

Катаболизм– расщепление и окисление сложных органических молекул до более простых конечных продуктов с высвобождением энергии. Большая часть высвобожденной энергии рассеивается в виде тепла. Меньшая часть этой энергии "захватывается" коферментами окислительных реакцийНАД иФАДи используется для синтезаАТФ.

Следует заметить, что атомы водорода, высвобождаемые в реакциях окисления веществ, могут использоваться клеткой только по двум направлениям:

• на анаболические реакции в составеНАДФН.

• на образование АТФ в митохондриях при окисленииНАДН и ФАДН₂.

Процесс катаболизмав организме человека условно подразделяется на три этапа:

I этап

Происходит в ротовой полости, желудке и кишечнике (переваривание пищи). В лизосомах и пироксисомах при расщеплении отработанных молекул. При этом освобождается около 1% энергии, заключенной в молекуле. Она рассеивается в виде тепла.

II этап

Вещества, полученные при внутриклеточном гидролизе или проникающие в клетку из крови, в основном превращаются в ацетил-КоА,и в значительно меньшем количестве - в некоторые метаболиты. Второй этап локализуется вцитозоле имитохондриях. Часть энергии рассеивается в виде тепла и примерно13% энергиивещества усваивается, т.е. запасается в виде макроэргических связей АТФ.

Схема общих и специфичных путей катаболизма

Схема строения кофермента А

III этап

Все реакции этого этапа идут в митохондриях.Ацетил-КоА включается в реакциицикла трикарбоновых кислот(ЦТК) в результате образуется три молекулы восстановленного НАДН*, одна молекула восстановленного ФАДН₂ и в результате реакциисубстратного фосфорилированияодна молекула ГТФ (АТФ). Далее, полученные восстановленные эквиваленты (НАДН* и ФАДН₂) служат субстратами цепи дыхательных ферментов, расположенныхна внутренней мембране митохондрий (цепь переноса электронов, ЦПЭ). В результате протекающих здесь процессов (окислительного фосфорилирования) формируетсяградиент концентрации протонов илитрансмембранный протонный потенциал, благодаря которому ферментный комплекс -АТФ-синтетазапродуцирует главный продукт биологического окисления –АТФ.Электроны которые при этом неизбежно образуются при постепенном перемещении с возрастанием окислительно-восстановительного потенциала переносятся на акцептор -кислород(в результате образуется вода).

Часть выделенной на этом этапе энергии молекулы рассеивается в виде тепла и около 46%энергии исходного вещества запасается в макроэргических связях АТФ и ГТФ.