Военно-медицинская академия Кафедра

Военно-медицинская академия Кафедра клинической биохимии и лабораторной диагностики Лекция № 9. «Анаэробный обмен углеводов « д. м. н. Грашин Р. А. 1 СПб 2002

План лекции l 1. Переваривание углеводов. Молекулярный механизм. l 2. Обмен глюкозо-6 -фосфата. l 3. Синтез и распад гликогена в печени. l 4. Гликолиз – окисление глюкозы до лактата. l 5. Глюконеогенез – синтез глюкозы из неорг. компонентов. l 6. Обмен галактозы и фруктозы. 2 СПб 2002

Классификация углеводов Углеводы Моносахариды Полисахариды Олигосахариды гомо - Альдозы Кетозы ди - гетеро - (D-ряда) три - тетра - Циклические формы 3 СПб 2002

Переваривание углеводов НОН 2 С 6 НОН 2 С 5 О 1 5 1 4 3 2 …О О 3 О a-1 -6 - О гликозидаза a-амилаза 6 СН 2 гликоген (фрагмент) 5 О 1 4 Поджелудочная железа: a-амилаза; амило-a-1 -6 - 3 2 глюкозидаза, олиго- a-1 -6 -глюкозидаза. …О О… Стенка кишечника: (мукоидные клетки), сахараза, мальтаза, лактаза; отсутствует целлюлаза (b-1 -4 - глюкозидаза). Глюкоза 100% Галактоза 110% % всасывания Фруктоза 43% 300 -400 гсут – потребность в углеводах 4 СПб 2002

Действие a-амилазы ГЛУ активный центр ГЛУ C=O НОН 2 С СН 2 ОН НОН 2 С C=O O- О О O НО – Н О О… В-цепь . . . О Н HN N+ Н HN CH 2 ГИС активный центр А C ГИС ГЛУ B D ГЛУ восстановленный C=O активный центр НОН 2 С C=O СН 2 ОН O- О O О НОН 2 С О О… О Н HN N+H Н ОН HN В-цепь олигосахарид . . . О ОН CH 2 олигосахарид ГИС CH 2 ГИС 5 СПб 2002

Гипотеза Na-градиента транспорта сахара и АМК П – переносчик; С – субстрат; мембрана С C Внешняя С C Внутренняя среда Na П Na АТФ-аза 6 СПб 2002

Обмен глюкозо-6 -фосфата Углеводы Глюкоза Липиды Белки (глицерин) АТФ АДФ Гликоген Глюкозо – 6 УДФГК – фосфат ТГ Аминосахара заменимые (ГАГ) аминокислоты Окисление анаэробное аэробное лактат дихотомический апотомический путь (СО 2 и Н 2 О) (пентозофосфатный шунт) 7 СПб 2002

Синтез гликогена (печень) Глюкоза гексокиназа Глюкозо-6 -фосфат глюкофосфомутаза Глюкозо-1 -фосфат глюкозо-1 -Ф-уридилтрансфераза ПФ УДФ-глюкоза УТФ Гликоген 1. (С 6 Н 10 О 5)n 2. УДФ АТФ АДФ Гликоген (С 6 Н 10 О 5)n+1 1. гликогенсинтаза (глюкозил-ТФ-a(1 -4)-гликозидаза) 2. ветвящий фермент (амилоза-1 -4 – 1, 6 -гликозил-ТФ) 8 СПб 2002

Уридинфосфоглюкуроновая кислота (УДФГК) СООН О Н О HN ОН О Р – О – Р – O – CH 2 N О 9 СПб 2002

Распад гликогена (капсидная реакция) н ли на ре ад G ц. АМФ зависимая R протеинкиназа(н) Киназа- AC 2 АТФ фосфорилаза ц. АМФ «В» (н) ц. АМФ зависимая протеинкиназа(а) 2 Фосфорилаза «В» Киназа- (н) фосфорилаза Гликогенсинтаза «В» (а) (н) Фосфорилаза «А» (а) гликоген Гликогенсинтаза (а) глюкоза Гликоген Глюкоза-1 -фосфат + (С 6 Н 10 О 5)n-1 10 СПб 2002

Гликолиз НОН 2 С (Р)-О-Н 2 С О 2 СН 2 ОН СН 2 -О-(Р) О Н 1 О 3 ОН ОН НО ОН фруктозо-1, 6 -РР ОН фруктозо-6 -Р глюкоза АТФ АДФ глюкозо-6 -Р АТФ АДФ Mg 2+ 4 CООН О ~ (Р) CH=O CH 2 -OH 8 7 6 5 CH-O-(Р) CН-ОН C=O CН-ОН C=О CН 2 -ОН CH 2 -O-(Р) CН-ОН CH 2 -O-(Р) 2 -фосфоглицерат АТФ АДФ НАДН 2 НАД+ ГАФ ДАФ Mg 2+ CH 2 -O-(Р) Фн 3 -фосфоглицерат 1, 3 -дифосфоглицерат 5% 95% 9 H 2 O CООН 10 CООН C – O ~ (Р) C=O ПВК 1 гексокиназа 2 глюкозо-6 -Р-изомераза CН 2 CН 3 3 6 -фосфофруктокиназа АТФ АДФ ФЕП НАДН 2 4 альдолаза Mg 2+ 11 НАД+ 5 триозофосфатазизомераза 6 глицеральдегидфосфат-ДГ CН 3 7 фосфоглицераткиназа CHOH 8 фосфоглицеромутаза 9 енолаза COOH 10 пируваткиназа 11 СПб 2002 лактат 11 ЛДГ (центральная оксидоредуктаза)

Гликолиз (схема) 1 2 3 глюкоза глюкозо-6 -Р фруктозо-6 -Р фруктозо-1, 6 -РР АТФ АДФ Mg 2+ 4 2 -фосфо 8 3 -фосфо 7 1, 3 -дифосфо 6 глицер дегидрокси 5 глицерат альдегид-Р ацетон-Р АТФ АДФ НАДН 2 НАД 5% 95% Mg 2+ Фн 9 H 2 O фосфо 10 еноил пируват НАДН 2 АТФ АДФ 11 125 к. Джмоль Mg 2+ НАД+ DЕo = 210 к. Джмоль лактат 84 к. Джмоль С 6 Н 12 О 6 + 2 АДФ + 2 Фн 2 С 3 Н 6 О 3 + 2 АТФ + 2 Н 2 О 12 СПб 2002

Глюконеогенез митохондрия (печень, почки) фруктозо- бифосфотаза АМК CООН (Р)-О-Н 2 С О СН 2 -О-(Р) (Р)-О-Н 2 С О СН 2 ОН глицерин C=O ПВК- ОН карбоксилаза Фн фруктозо-6 -Р лактат CН 3 фруктозо-1, 6 -РР ПВК АТФ глюкозо- «СО 2» 6 -Р-изомераза CООН АДФ (Р)-О-Н 2 С МДГ CН 2 обратные О CНОН C=О реакции гликолиза глюкозо-6 -Р СООН НАД+ НАДН 2 СООН малат оксалоацетат глюкозо- 6 -фосфатаза Фн НОН 2 С О Н ФЕП- CООН декарбоксилаза ОН CООН C – O ~ (Р) НО ОН глюкоза CН 2 ГТФ ГДФ ФЕП цитозоль CООН МДГ C=О «СО 2» CН 2 СООН кровь оксалоацетат CНОН НАД+ НАДН 2 СООН малат головной мозг 13 СПб 2002

Обмен галактозы Галактоза АТФ галактокиназа АДФ Галактозо-1 -(Р) УДФ-глюкоза гексоза-1 -(Р)-уридилтрансфераза глюкоза-1 -(Р) (при отсутствии – галактоземия, наблюдается катаракта хрусталика) УДФ-галактоза УДФ-глюкоза-4 -эпимераза УДФ-глюкоза пирофосфат УТФ УДФ-глюкоза-пирофосфорилаза Глюкозо-1 -(Р) переходит в глюкозу-6 -(Р), а затем в глюкозу 14 СПб 2002

Обмен фруктозы Глюкоза Н 3 РО 4 Много глюкозы в крови 8 Н 2 О АТФ АДФ АТФ Фруктоза Глюкозо-6 -(Р) АДФ фруктокиназа 1 4 7 Фруктозо-1 -(Р) Фруктозо-6 -(Р) АТФ кетозо-1 - АДФ фосфатальдолаза 2 Диоксиацетон-(Р) Фруктозо-1, 6 -(Р)(Р) 5 3 АТФ АДФ Глицеральдегид 6 триозокиназа Глицеральдегид – 3 – (Р) Гликолиз 15 СПб 2002