2. Катаболизм глюкозы. Аэробный гликолиз – основной путь катаболизма глюкозы человека. Последовательность реакций.

Катаболизм глюкозы: Особая роль глюкозы как универсального энергетического

субстрата для всех клеток организма заключается в том, что при ее катаболизме АТФ может синтезироваться как в аэробных условиях, так и в анаэробных.

Существуют 3 метаболических пути, в которых может окисляться глюкоза:

1. Аэробный гликолиз.

2. Анаэробный гликолиз.

3. Аэробный распад глюкозы до СО2 и Н2О.

Аэробный гликолиз – превращение глюкозы в 2 молекулы пирувата, которое происходит в аэробных условиях и сопровождается синтезом 8 молекул АТФ.

Анаэробный гликолиз – образование из глюкозы 2 молекул лактата без участия кислорода и митохондриальной ЦПЭ. Энергетический выход процесса составляет 2 молекулы АТФ.

Аэробный распад глюкозы до СО2 и Н2О – включает аэробный гликолиз + последующее окисление 2 молекул пирувата в общем пути катаболизма. При аэробном распаде глюкозы синтезируются 38 молекул АТФ.

Этот процесс включает:

А) Аэробный гликолиз

Б) Общий путь катаболизма

В) Цепь переноса электронов

Аэробный гликолиз – процесс окисления глюкозы до ПВК, протекающий в присутствии кислорода. Все ферменты, катализирующие реакции этого процесса, локализованы в

цитозоле клетки.

Суммарное уравнение гликолиза:

Последовательность реакций:

1. Фосфорилирование глюкозы:

Гексокиназа присутствует в клетках в виде 4 типов изоферментов (1,2,3,4), которые обладают разной специфичностью к субстратам и скоростными возможностями.

Может поможет: в молекуле глюкозы эти группы идут: вверх – вниз – вверх – вниз – вниз.

2. Изомеризация глюкозо – 6 – фосфата во фруктозо – 6 – фосфат:

Фермент очень специфичен – действует только на глюкозо – и фруктозо – 6 – фосфат.

3. Фосфорилирование фруктозо – 6 – фосфат с образованием фруктозо – 1,6, - бисфосфата:

4. Расщепление фруктозо – 1,6 – бисфосфата на глицеральдегид – 3 – фосфат и дигидроксиацетонфосфат (расщепление на две фосфотриозы, из – за чего гликолиз называли дихотомическим путем расщепления глюкозы):

5. Взаимопревращение триозофосфатов:

6. Окисление глицеральдегид – 3- фосфата до 1,3 – дифосфоглицерата:

7. Перенос фосфатной группы с 1,3 – дифосфоглицерата на АДФ:

8. Изомеризация 3 – фосфоглицерата в 2 – фосфоглицерат:

9. Дегидратация 2 – фосфоглицерата с образованием фосфоенолпирувата:

10. Перенос фосфатной группы с фосфоенолпирувата на АДФ:

11. Восстановление пирувата до лактата (эта реакция относится к аэробному гликолизу, но на всякий случай вставлю, потому что не знаю, куда ее) :

3. Аэробный гликолиз: распространение, энергетическая ценность и физиологическое значение аэробного распада глюкозы.

Распространение: Аэробный распад глюкозы происходит во многих органах и тканях и служит основным, хотя и не единственным источником энергии для жизнедеятельности. Аэробный распад не встречается в эритроцитах, так как те не имеют митохондрий.

Некоторые ткани находятся в наибольшей зависимости от катаболизма глюкозы как источника энергии (например, мозг расходует до 100 г. глюкозы в сутки).

Энергетическая ценность: Она составляет 8 молекул АТФ (смотрите, руководствуясь

рисунком снизу): в ходе аэробного гликолиза образуется 2 молекулы в ходе субстратного фосфорилирования (при превращении 1,3 – дифосфоглицерата в 3 – фосфоглицерата и

при превращении фосфоенолпирувата в пирувата). Учитывая, что при распаде фруктозо – 1,6 – бисфосфата образуется две фосфотриозы, в итоге получаем 4 молекулы АТФ.

В реакции превращения глицеральдегид – 3 – фосфата в 1,3 – дифосфоглицерат образуется 2 молекулы НАДН2 (с учетом двух фосфотриоз), они отдают водород в дыхательную цепь, что приводит к образованию в ходе окислительного

фосфорилирования 6 молекул АТФ.

Учтем и потери – 2 молекулы АТФ: в ходе фосфорилирования глюкозы и в ходе образования фруктозо – 1,6 – бисфосфата.

Итого: 4 + 6 – 2 = 8 молекул АТФ.

Физиологическое значение: Заключается в использовании энергии, освобождающейся в этом процессе для синтеза АТФ.

Кроме того, процесс катаболизма глюкозы может выполнять и анаболические функции: метаболиты глюкозы используются для синтеза новых соединений.

Так, фруктозо – 6 – фосфат и глицеральдегид – 3 – фосфат участвуют в образовании рибозо – 5 – фосфата (структурный компонент нуклеотидов).