Если процесс начинается из гликогена, его называют гликоген-лизу. Отдельные стадии этих процессов катализируемых соответственно 10 и 11 основными ферментами. Они образуют цепь функционально связанных ферментов (полиферментные функциональная система), в котором продукт реакции предыдущего фермента субстратом для следующего. Ферменты гликолиза лабильно соединены с мембранами эндоплазматической сети.

 

Первой фазой гликогенолиза и гликолиза является образование глюкозо-фосфорных эфиров. Если процесс начинается из гликогена, то в результате действия фермента гликогенфосфорилазы от него отщепляется глюкозо-1-монофосфат (I продукт), который вследствие действия фермента фо-сфоглюкомутазы с участием глюкозо-1 ,6-дифосфата превращается в глюкозо-6-монофосфат (II продукт ). Если процесс начинается из глюкозы, то глюкозо-6-моно-фосфат под влиянием гексокиназы образуется за счет переноса остатка фосфорной кислоты с АТФ на глюкозу, при этом АТФ превращается в АДФ.

 

Судьба глюкозы внутри клетки однозначна: она фосфоры-ется с участием АТФ с образованием глюкозо-6-фосфата. Перенос фосфатной группы с АТФ на гидроксильную группу у С-6 глюкозы катализируется гексокиназой. Гексокиназа - это фермент, способный переносить фосфатную группу от АТФ к различным шестивуглецевих сахаров (гексоз). Гексокиназа, подобно всем другим киназ, требует для проявления своей активности ион (или другой двухвалентный ион металла), которые образуют комплекс с АТФ.

 

Гексокиназную реакция практически необратима в физиологических условиях. Гексокиназа присутствует в клетках организма в виде четырех типов изоферментов (I, II, III и IV). Наибольшей специфичностью к глюкозе отмечается гексокиназа IV - глюкокиназы. Она не превращает другие гексозы и действует только в печени при высоком содержании глюкозы. Другие гексокиназы фосфорилирует не только глюкозу, но и другие гексозы при обычных их концентрациях в клетках. Гексокиназа I особенно активна в почках, печени; гексокиназа II - в мышечной и жировой тканях; гексокиназа III - в печени и селезенке. Гексокиназы II и IV изменяют свою активность под влиянием гормонов, в первую очередь - инсулина. Наибольшие возможности в «поимке» глюкозы имеет печень, которая содержит весь набор изоферментов гексокиназы.

 

Следующий этап гликолиза - это изомеризация глюкозо-6-фосфата (продукта II) в фруктозо-6-фосфат (продукт III). Шестичленного пира-нозне кольцо глюкозо-6-фосфата превращается в пятичленные фу-ранозне кольцо фруктозо-6-фосфата. Эта обратимая реакция катализируется ферментом глюкозофосфатизомеразою. Реакция катализируется алостеричним (регуляторным) ферментом фосфофруктокиназы. В этой реакции происходит значительная потеря свободной энергии, поэтому она практически необратима. Фосфофруктокиназы (г.г. 360 000) имеет сложную четвертичную структуру и является «ключевым» ферментом гликолиза, который лимитирует скорость всего процесса. Каталитическая активность фосфофруктокиназы находится под алостеричним контролем со стороны АТФ и некоторых других метаболитов. Поэтому АТФ сначала используется как субстрат, а затем связывается с алостеричним центром и прекращает фосфофруктокиназну реакцию.

 

Фруктозо-1 ,6-дифосфат является уже типичным субстратом гликолиза. Этот субстрат (продукт IV) под действием фермента альдолазы (фруктозо-1 ,6-ди-фосфатальдолазы) расщепляется на две триозы: дигидроксиацетонфо-сфат (ДОФ, продукт V) и глицеральдегид-3-фосфат (продукт VI).

 

В последующих реакциях гликолиза участвуют тривуглецеви, а не шестивуглецеви соединения. Название фермента «альдолаза» отражает природу обратимой реакции, что представляет собой альдольной конденсации. Такое распределение молекулы гексозы на две молекулы триозы называется дихотомией (dicho - разделение на два и tome - резка, греч.). Поэтому гликолиз еще называют дихотомическим циклом обмена углеводов. Эта реакция изомеризации характеризуется большой скоростью и оборачиваемостью. Преобразование дигидроксиацетонфосфата на глицеральдегид-3-фосфат происходит легко, поскольку последний эффективно удаляется.

 

Таким образом, из одной молекулы фруктозо-1 ,6-дифосфата за последовательного действия альдолазы и триозофосфатизомеразы образуется две молекулы глицеральдегид-3-фосфата. До этой стадии гликолиза не происходит извлечение энергии. Напротив, имеет место расходования двух молекул АТФ. Дальнейшие стадии гликолиза сопровождаются использованием энергии, содержащейся в глицеральдегид-3-фосфат.

 

Под влиянием сложного фермента гліцеральдегідфосфатдегідро-геназы (состоит из белковой части, т.е. апоферментами, и кофермента НАД +) глицеральдегид-3-фосфат (продукт VI) с участием фосфорной кислоты окисляется до 1,3-дифосфоглицериновой кислоты (1,3-ДФГ). Образование 1,3-дифосфоглицерату представляет собой пример фосфорилирования на субстратному уровне и протекает в несколько стадий. Сначала гліцеральдегідфосфатдегідрогеназа своей белковой частью, содержащей активные сульфгидрильные группы (SH-группу) в апоферментами, вступает в реакцию с глицеральдегид-3-фосфат, образуя фермент-субстратный комплекс (продукт VII). Затем два атома водорода от этого комплекса отщепляются и присоединяются к НАД +, вследствие чего комплекс окисляется, а НАД + восстанавливается до НАДПН + Н +.


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+