Прямой путь окисления глюкозы (пентозофосфатный цикл).
Прямой путь окисления глюкозы осуществляется в цитозоле клеток животных, растений (особенно в темноте) и микроорганизмов. Пентозофосфатный цикл преобладает в клетках тех органов и тканей, где интенсивно синтезируются жиры - в эритроцитах, половых железах, коре надпочечников, печени. Особенность этого процесса - образование пентоз, накопление восстановленной формы фосфорилированной системы НАД – НАДФ∙Н2 - кофермента дегидрогеназ, участвующих в синтезе нуклеиновых кислот, холестерина, жирных кислот, активировании фолиевой кислоты и образовании АТФ.
Пентозофосфатный циклвключает две стадии – окислительную и неокислительную. Первая, окислительная стадия, начинается сокисленияглюкозо-6-фосфата и последующего окислительногодекарбоксилированияпродукта (в результате от гексозофосфата отщепляется первыйатомуглерода).
Вторая стадия включает неокислительные превращения пентозофосфатов с образованием исходного глюкозо-6-фосфата
Валовое уравнение окислительной и неокислительной стадий пентозофосфатного цикла можно представить в следующем виде:
У молочнокислых бактерий и грибков, применяемых для приготовления кислого молока, простокваши, кефира, а также при силосовании кормов в животноводстве, две молекулы ПВК, приобретая атомы водорода, восстанавливаются в молочную кислоту С3Н6О3. Процесс превращения ПВК в клетках микроорганизмов и растений в устойчивые конечные продукты называют брожением. Так, дрожжевые грибки расщепляют ПВК на этиловый спирт и углекислый газ. Этот процесс, называемый спиртовым брожением, используют для приготовления кваса, пива и вина. Брожение других микроорганизмов завершается образованием ацетона, уксусной кислоты и т.д.
Вопросы для самоконтроля к главе 8 «Обмен веществ и энергии. Обмен углеводов»
1. Дайте определение понятиям «обмен веществ», «катаболизм», «анаболизм», «свободная энергия».
2. Дайте определение понятиям: «макроэргическая связь», «макроэргическое соединение».
3. Приведите примеры макроэргических соединений.
4. Дайте характеристику этапов освобождения энергии питательных веществ.
5. Напишите формулу ацетил-КоА и укажите его значение.
6. В чем заключается биологическое значение цикла Кребса?
7. Что происходит в дыхательной цепи?
8. Что такое субстратное фосфорилирование?
9.Что такое окислительное фосфорилирование?
Глава 9 Липиды
К липидам относятся имеющие биологическое происхождение вещества самой различной химической природы, большинство из которых не растворимы в воде, но растворимы в органических растворителях (ацетоне, хлороформе, этиловом спирте). Липиды выполняют важные биологические функции: энергетическую (при окислении 1 г жира выделяется 38,9 кДж энергии, это почти в 2,5 раза больше, чем при сгорании углеводов, белков); структурную (они являются главными компонентами биомембран); резервную, тепло-, электроизолирующую, амортизирующую и др.
Липиды делятся на простые (одно-, двухкомпонентные) и сложные (трех- и более компонентные). К простым липидам организма человека относятся свободные жирные кислоты, жиры, стерины. К сложным – фосфолипиды, гликолипиды.
Характерными структурными компонентами большинства липидов являются жирные кислоты — одноосновные карбоновые кислоты, содержащие от 4 до 24 углеродных атомов. Благодаря длинному неполярному “хвосту” этих кислот большинство липидов нерастворимы в воде и проявляют свойства масел и жиров. Практически все природные жирные кислоты содержат четное число атомов углерода, наиболее часто — 16 или 18. Углеводородный радикал может быть как насыщенным, так и содержащим двойные связи (в растениях и животных ненасыщенные кислоты встречаются в два раза чаще насыщенных). Некоторые жирные кислоты из природных источников представлены в таблице 6.
Таблица 6