БИОХИМИЯ - Л. Страйер - 1984

ТОМ 2

ЧАСТЬ II ГЕНЕРИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ МЕТАБОЛИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ГЛАВА 15. ПЕНТОЗОФОСФАТНЫЙ ПУТЬ И ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ

Заключение

В результате пентозофосфатного пути происходит генерирование NАDРН и рибозо-5-фосфата в цитозоле, NАDРН участвует в восстановительных биосинтезах, а рибозо-5-фосфат используется в синтезе РНК, ДНК и нуклеотидных коферментов. Пентозофосфатный путь начинается с дегидрирования глюкозо-6-фосфата с образованием лактона, который гидролизуется, давая 6-фосфоглюконат, и затем подвергается окислительному декарбоксилированию с образованием рибулозо-5-фосфата. Акцептором электронов в обеих окислительных реакциях служит NАDР⁺. Последняя стадия-изомеризация рибулозо-5-фосфата (кетозы) в рибозо-5-фосфат (альдозу). Когда в клетках потребность в NADPH оказывается выше потребности в рибозо-5- фосфате, активируется другой механизм процесса. При этих условиях рибозо-5-фосфат превращается в глицеральдегид-3-фосфат и фруктозо-6-фосфат под действием транскетолазы и трансальдолазы. Транскетолаза содержит в качестве простетической группы ТПФ. Эти ферменты создают обратимую связь между пентозофосфатным путем и гликолизом. Промежуточными продуктами в указанных взаимопревращениях являются ксилулозо-5-фосфат, седогептулозо-7-фосфат и эритрозо-4- фосфат. Таким путем может генерироваться 12 молекул NАDРН в расчете на каждую молекулу глюкозо-6-фосфата, которая полностью окисляется до СO₂. Когда потребность в синтезе рибозо-5-фосфата значительно превышает потребность в NАDРН, активна только неокислительная ветвь данного пути. В таких условиях фруктозо-6-фосфат и глицеральдегид-3- фосфат (образованные по гликолэтическому пути) превращаются в рибозо-5-фосфат без образования NADPH. Рибозо-5-фосфат, образованный по окислительной ветви, также может превращаться в пируват через фруктозо-6-фосфат и глицеральдегид-3-фосфат. При этом генерируются АТР и NADPH, а пять из шести углеродных атомов глюкозо-6-фосфата появляются в пирувате. Взаимодействие гликолитического и пентозофосфатного путей обеспечивает возможность постоянного приспособления концентраций NADPH, АТР и строительных блоков, например, рибозо-5-фосфата и пирувата, для удовлетворения потребностей клеток.

Глюконеогенез-это синтез глюкозы из неуглеводных предшественников, таких, как лактат, аминокислоты и глицерол. Некоторые реакции превращения в глюкозу пирувата, основного «пункта входа», являются общими для глюконеогенеза и гликолиза. Однако для осуществления глюконеогенеза требуются четыре новые реакции-в обход необратимости соответствующих реакций гликолиза. Пиру ват карбоксилируется в митохондриях в оксалоацетат, который в свою очередь подвергается декарбоксилированию и фосфорилированию в фосфоенолпируват в цитозоле. В этих реакциях, катализируемых пируват- карбоксилазой и фосфоенолпируват-кар- боксикиназой, потребляются две высокоэнергетические фосфатные связи. Пируват- карбоксилаза содержит в качестве простетической группы биотин. Две другие специфические реакции глюконеогенеза это реакции гидролиза фруктозо-1,6-бисфосфата и глюкозо-6-фосфата, которые катализируются специфическими фосфатазами. Глюконеогенез и гликолиз регулируются реципрокно, так что если активность одного из путей относительно понижается, то активность другого пути повышается.