ГЛИКОЛИЗ Биологический смысл Реакции первой и второй фаз

ГЛИКОЛИЗ Биологический смысл Реакции первой и второй фаз Сопряженность реакций Анаэробный и аэробный Другие углеводные субстраты Энергетический баланс Регуляция

Центральное место в метаболизме

Общий вид и 2 фазы

Первая фаза гликолиза ( ΔG’ ~ 0 )

Вторая фаза гликолиза

ГАФД : кислотно-основный и ковалентный катализ

Энергетика гликолиза и сопряженные реакции Δ=-120 k. J/mol (~4 АТФ)

Реальная цена гликолиза – КПД ≥ 60%

Аэробный и анаэробный гликолиз

Молочнокислое и спиртовое брожение

Malt

Эритроциты и 2, 3 -бисфосфоглицератный цикл

Регуляция гликолиза 1. За счет концентраций субстрата/продукта 2. Метаболитами (АТФ-АДФ, НАДН-НАД+) 3. Ковалентная модификация (гормональная) 4. Аллостерически (2, 6 -БФГ) 5. Изоформный состав (гексокиназа, ЛДГ)

Регулируемые стадии гликолиза

Аллостерическая регуляция активности фосфофруктокиназы

Участие фруктозо-2, 6 -бисфосфата в регуляции активности фосфофруктокиназы

Структура бифункционального фермента – 2, 6 бисфосфофруктокиназыфосфатазы

Общий принцип регуляции активности бифункционального фермента, обеспечивающего синтез и гидролиз фруктозо-2, 6 -бисфосфата

ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ Биологический смысл Последовательность превращений Энергетический баланс Регуляция

Биомедицинское значение Поддержание уровня глюкозы в крови Абсорбтивный период Постабсорбтивный период Голодание Локализация в организме Печень 90 % Почки 10 % Субстраты глюконеогенеза Пируват Глицерин Интермедиаты ЦТК Ацетил-Ко. А Лактат Аминокислоты аланин лизин лейцин Жиры

Цикл Кори

Глюкозо-аланиновый цикл

Пагубные последствия пребывания в фаст -фуде Синтез жиров из углеводов Синтез глюкозы из ацетил-Ко. А возможен только теоретически через цикл Кребса, но этого в клетках не происходит

Субстраты глюконеогенеза

Синтез глюкозы из глицерина жировая ткань из триглицеридов только в печени и почках глюкоза

Глюконеогенез - частичное обращение гликолиза субстратные циклы (метаболический контроль)

Уникальные реакции глюконеогенеза - III цикл 2 макроэргических эквивалента + внутриклеточная локализация и необходимость транспорта Ац-Ко. А

Альтернативные пути образования ФЕП

Уникальные реакции глюконеогенеза - I и II циклы

Энергетический баланс глюконеогенеза Сопряжение с гидролизом АТФ/ГТФ “тянет” глюконеогенез: DG 0’ = -37, 7 к. Дж/моль (DG = -15, 6) Простое обращение гликолиза энергетически невозможно: DG 0’ = 74, 0 к. Дж/моль

Регуляция глюконеогенеза субстратная регуляция аллостерическая регуляция I субстратная регуляция II аллостерическая регуляция III аллостерическая регуляция

Регуляция пируваткиназы в III цикле

Дополнительные материалы

Гексокиназная реакция

Изменения структуры гексокиназы при связывании глюкозы (отмечена красным в центре молекулы)

Гексозофосфатизомеразная реакция

Механизм реакции, катализируемой гексозофосфатизомеразой

Реакция, катализируемая фосфофруктокиназой-1

Фосфофруктокиназная реакция

Первая стадия гликолиза

Альдольное расщепление фруктозобис-фосфата с образованием двух фосфотриоз

Механизм реакции, катализируемой альдолазой

превращение гексозы в две триозы

Продукты альдолазной и триозофосфатизомеразной реакций

Альдолазная реакция

Триозофосфатизомеразная реакция

Структура триозофосфатизомеразы

заключительная стадия гликолиза

Реакция, катализируемая глицеральдегид-3 -фосфат дегидрогеназой (ГАФД), состоит в одновременном окислении альдегида до кислоты и образовании смешанного ангидрида карбоновой и фосфорной кислот