ОКИСЛЮВАЛЬНЕ ДЕКАРБОКСИЛЮВАННЯ ПІРУВАТУ (ОДП)

Піруват, що утворився в цитоплазмі клітини, надходить в мітохондрії, де він перетворюється в ацетил-КоА і С0₂, при дії сложноорганізованного мультиферментного піруватдегідрогеназного комплексу (ПД-комп лскс). До складу ПД-комплексу (табл. 19.1) входять три складних ферменту, ко ферменти яких досить міцно асоційовані з аіоферментамі, і два коферменту - легко диссоциирующие (HS-KoA і НАД *).

Ферменти ПД-комплскса і коферменти, локалізовані в матриксі мітохондрій, об'єднані в Мультиферментний систему, молекулярна маса якої перевищує 6 - 10 * kDa. «Ядро» цього комплексу складає дегідролі- поілтрансацетілаза. до якої приєднані великі молекули двох інших ферментів - піруватдегілрогенази і легідроліпоілдегілрогенази. що дозволяє продукту дії одного ферменту швидко взаємодіяти з іншим.

Таблиця 19.1. Ферменти і коферменти ПД-комплексу

Встановлено, що до складу комплексу входять також ферменти киназа і фосфатаза, виконують регуляторну функцію, механізм якої буде розглянуто нижче.

Кожен фермент ПД-комплексу каталізує певну стадію ОДП.

На першій стадії катализируемой ПДГ (Е,) піруват взаємодіє з коферментом цього ферменту (ТПФ), відбувається активація пірувату, його де- карбоксилирование і освіту оксіетільного похідного ТПФ-Е ,:

На другій стадії ДЛТА (Е₂) Окисляє оксіетільную групу комплексу СН₃-СНОМ-ТПФ-Е, і переносить утворюється ацетильную залишок на окислену форму ліпоєвоїкислоти - коферменту ДЛТА (Е₂), Який ковалентного пептидного зв'язком приєднаний до залишку лізину пептидного ланцюга ферменту:

s.

Структура окисленої форми ДЛТЛ (| ^ JIK- E₂).

s

Нижче наведена реакція, що каталізується Е₃:

Ацетілліпоевая кислота містить активовану ацетильную групу, втіоефірной зв'язку якої кумулірованнимі енергія окисної реакції дегідрування оксіетільной групи ТПФ.

На третій стадії ДЛТА каталізує перенесення ацетильной групи на HS-KoA. Утворюється один з кінцевих продуктів ОДП-ацетил-КоА і відновлена форма ліпосвой кислоти - коферменту ДЛТА (Е₂):

На четвертій і п'ятій стадіях регенеруються окислені форми каталізаторів ПД-комплексу.

На четвертій стадії окислюється дегідроліпоевая кислота, яка входить в з-

sh

ставши відновленого комплексу Е₂-Реакція каталізується ДЛДГ (Е₃), Що переносить атоми водню від відновлених сульфгідрильних груп дегідроліпоевой кислоти на ФАД-кофермент даного ферменту:

На п'ятій стадії окислена форма ФАДН₂-Е₃ регенерує за участю НАД⁺:

Сумарну реакцію ОДП можна записати у вигляді наступного рівняння:

Утворився в процесі ОДП ацетильную залишок у формі ацетил-КоА далі повністю окислюється в ЦТК до С0₂ і Н₂0. Слід звернути увагу, що включення ацетильной групи в ЦТК не зажадає витрати АТФ, оскільки в комплексі з коензимом А він знаходиться в активованої формі.

Процес ОДП є енергетично вигідний ще й тому, що в розрахунку на одну молекулу глюкози відбувається відновлення двох молекул НАДН, а отже, в процесі їх окислення дихальної ланцюгом мітохондрій синтезується шість молекул АТФ.

Слід пам'ятати, що окисне декарбоксилювання пірувату є один із загальних шляхів катаболізму, оскільки на рівні пірувату в цей процес втягується ряд метаболітів обміну амінокислот і ліпідів.

Регуляція окисного декарбоксилювання пірувату. Процес, що каталізує ПД-комплексом в тварин тканинах, незворотній, і регуляція його активності становить одну з важливих стадій в регуляції спільних шляхів катаболізму, пов'язуючи між собою такі метаболічні процеси, як гліколіз, глкжонеогенез, синтез і розпад жирних кислот, ЦТК. Як зазначалося вище, до складу ПД-комплексу входять регуляторні ферменти киназа і фосфатаза. Кіназа каталізує фосфорилювання ПДГ (Е,) і переводить цей фермент в неактивний стан, а фосфатаза отшепляет від нього фосфорну кислоту і активує його.

Активність кінази і фосфатази регулюється по аллостерічному механізму. Аллостерічного інгібіторами кінази є піруват, АДФ, HS-KoA, Са²⁺. Отже, їх висока концентрація підтримує ферменти ПД-комплексу в активній, нефосфорілірованной формі, в клітці створюються умови для освіти з пірувату ацетил-КоА, який може залучатися до ЦТК або використовуватися на синтез жирних кислот.

Аллостерічного активаторами кінази є кінцеві продукти ОДП: ацетил-КоА, НАДН, АТФ. Їх накопичення переводить ПДГ (Е,) в неактивну фосфорильовану форму, припиняється перетворення пірувату в ацетил-КоА, і він може бути використаний, наприклад, для синтезу глюкози.

Отже, ПД-комплекс являє собою складну, саморегулюючу систему, яка відіграє важливу роль як в біологічному контролі дихання і енергетичному забезпеченні організму, так і в регуляції спільних шляхів катаболізму в цілому.

1. Основні етапи розвитку тварин типу хордові - цитологія, гістологія і ембріологія
   Представники різних класів типу Хордові мають загальні закономірності розвитку. Розрізняють такі основні етапи розвитку: дроблення, гаструляції, гістогенез, органогенез. Дроблення - це ряд послідовних мітотичних поділів зиготи на більш дрібні клітини, звані бластомерами (Від гр. Blastos -
2. Основні етапи білкового обміну - кровообіг, дихання, видільні процеси, розмноження, лактація, обмін речовин
   Перший етап. Травні процеси забезпечуються функціонуванням ферментативних систем, які беруть участь у розщепленні білків до амінокислот і подальшому їх всмоктування в кров. Ферментативні процеси розщеплення білка здійснюються протеиназами - гидролитичними ферментами, які руйнують пептидні
3. Основи гетерогенного каталізу. Ліполітичні ферменти - біохімія
   Мал. 6.12. Графік Л ай нуи віра-Берка для визначення До м в реакціях ліполізу крупно-і дрібнодисперсних емульсій: темні гуртки - крупнодіспсрснис емульсії, світлі - дрібнодисперсні; обидві реакції мають приблизно однаковий ші V 'Але різні До м Розглянуті вище принципи відносяться до каталізу,
4. Орган смаку - цитологія, гістологія і ембріологія
   Рецепторний апарат смакового аналізатора, що сприймає смакові роздратування, знаходиться в смакових цибулинах листоподібних, валіковідних, грибоподібних сосочків мови. Смакові цибулини овальної форми і довжиною близько 20 мкм (рис. 71). Мал. 71. Смакові цибулини валіковідного сосочка мови:
5. Організація роботи фізіотерапевтичного відділення (кабінету) - сестринський догляд в фізіотерапевтичної практиці
   У комплексному лікуванні хворих з гострими захворюваннями, загостреннями хронічних патологічних процесів, наслідками травматичних ушкоджень і функціональних порушень поряд з медикаментозним лікуванням широко застосовуються лікувальні фізичні фактори. Для цих цілей у складі госпітальних,
6. Органи і системи органів - вікова анатомія і фізіологія
   Тканини утворюють органи. орган - це частина тіла, що має певну форму, топографію і виконує одну або кілька функцій. Кожен орган утворений кількома тканинами, між якими існує структурна і функціональна взаємозв'язок, але переважає один вид тканини, який і визначає його головну функцію. Наприклад,
7. Онтогенез нервової системи - нервова система: анатомія, фізіологія, Нейрофармакологія
   онтогенез - процес індивідуального розвитку, який починається з моменту запліднення і триває до смерті організму. У разі людини і багатьох тварин його ділять на пренатальний період (Ембріогенез; до народження) і постнатальний період (Після народження). Первісне дроблення зиготи (клітини, що
8. Окисне фосфорилювання: поняття, кількісна оцінка - біохімія
   Окислювальним фосфорилюванням називають поєднання двох клітинних процесів: екзергонічеськие реакції окислення відновлених молекул (НАДН - Н + або ФАДН 2 ) і ендергонічеськие реакції фосфорилювання АДФ і освіти АТФ. Вперше уявлення про сполученні між аеробним диханням і фосфорилюванням АДФ