Основные особенности разных фаз метаболизма - раздел Химия, Гомбоева А.Ц., Никитина Л.П., Хышиктуев Б.С. Биохимия. Энергетика общих путей катаболизма. Учебное пособие
Катаболизм
Анаболизм
...
Катаболизм
Анаболизм
Распад
Окисление
Высвобождение энергии
Получение низкомолекулярных соединений из высокомолекулярных
Синтез
Восстановление
Затраты энергии
Образование высокомолекулярных соединений из низкомолекулярных
Нормальная жизнедеятельность организма обеспечивается динамическим равновесием между разными фазами метаболизма (табл.1), что служит яркой иллюстрацией закона единства и борьбы противоположностей. Так как для синтеза различных структурно-функциональных компонентов клеток требуется энергия, которая выделяется только в процессе катаболизма, то изучение метаболизма начнем с рассмотрения стадий распада.
В процессе катаболических превращений выделяют три этапа (рис. 1).
I – Гидролитическая (пищеварительная).На этой стадии макромолекулы (белки, нуклеиновые кислоты, сложные углеводы, липиды) распадаются путем гидролиза на свои основные строительные блоки: полипептиды до аминокислот, полисахариды до моносахаридов, нейтральные жиры до глицерола и высших жирных кислот и т.д.
Процесс может локализоваться вне (распад пищевых крупных мицелл в ЖКТ), а также протекать внутри клеток, если гидролизуются подобные структуры эндогенного происхождения. Для этой стадии практически не характерны экзэргонические (с выделением энергии) реакции: доля высвободившейся в них энергии не превышает 0,6% от всей заложенной в веществах.
Рис. 1. Схема стадий катаболизма
II – Специфический распад- продукты первой стадии с помощью специфических ферментов распадаются до ПВК и ацетил-КоА. Основная цель этапа - привести к общему знаменателю как можно больше субстратов, обеспечив тем самым при минимуме различных энзимов максимум эффективности процесса: гексозы, пентозы, глицерин, гликогенные аминокислоты расщепляются до пирувата; для высших жирных кислот и кетогенных аминокислот эта стадия завершается образованием ацетил-КоА и некоторых других соединений (2-оксоглутарата, сукцината, оксалоацетата – метаболитов цикла трикарбоновых кислот). Часть реакций является экзоэргоническими, при их течении высвобождается до трети заложенной в веществах энергии.
III – Неспецифический распад представляет окончательное разрушение всех немногочисленных по химической природе продуктов II стадии до СО2, Н2О. Этот этап включает следующие неспецифические процессы:
- окислительное декарбоксилирование пирувата;
- цикл трикарбоновых кислот;
- сопряженные с ними биологическое окисление и окислительное фосфорилирование.
Заключительная стадия катаболизма служит основным поставщиком энергии: в ходе реакций высвобождается до 2/3 от всей заложенной в соединениях энергии.
Рис. 2. Схема стадий анаболизма
Учитывая тесную взаимосвязь между фазами метаболизма логично предположить, что анаболизм тоже включает три стадии, отличающиеся тем, что они идут в противоположном направлении, причем обычно протекают в других компартментах клетки, и часть реакций в силу их энергозависимости проходит другим путем (рис. 2).
Чтобы не пришлось повторять рассмотрение конечного звена катаболизма для различных биополимеров и выяснить происхождение используемой в процессе жизнедеятельности энергии, этапы метаболизма мы начинаем с завершающей стадии – с изучения энергетического обмена.
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ... ЧИТИНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Основные особенности разных фаз метаболизма
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Свободная энергия и законы термодинамики
Жизнь существует и развивается за счет поступающей извне свободной энергии. Энергетический обмен животной клетки относится к органотрофному (у растений - фототрофный) типу, при которо
Макроэргические соединения
В изучении процессов биоэнергетики большую роль сыграл Ф. Липман, который ввел представление о «богатых энергией фосфатах» и «богатой энергией фосфатной связи». Ученый предложил символ ~Р, свидетел
Пути синтеза АТФ и его роль
Как видно из рис. 1, в живых клетках главным высокоэнергетическим продуктом служит аденозинтрифосфат, который обеспечивает передачу свободной энергии от экзэргонических процессов к эндэргони
Биологическое окисление
Наиболее полное высвобождение энергии происходит при распаде органических соединений до Н2О и СО2. Причем установлено, что атомы кислорода в углекислом газе берутся из органич
Характеристика биологического окисления
Этот процесс осуществляется сложным полиферментным ансамблем, локализованным во внутренней мембране митохондрий и включающим пять комплексов: НАДН-убихинон-редуктазу (Комплекс I), сукцинат-убихи
Цепи митохондрий
Название
Локализация, состав, функции
Редокс–центры
Комплекс I (НАДН – убихинон-редуктаза)
Трансмембран
Окислительного фосфорилирования
Комплекс V: F0-F1-АТФ-синтаза - сложная молекулярная система, которая может быть разделена на два субкомплекса: факторы F0 и F1. Первый
Регуляция скорости дыхания митохондрий
Как любой каталитический процесс, биологическое окисление определяется концентрациями субстратов, ферментов, коэнзимов, наличием активаторов и ингибиторов. В качестве первых выступают оказавшиеся в
Разобщение дыхания и фосфорилирования
Как отмечено выше, два биоэнергетических процесса (биологическое окисление и окислительное фосфорилирование) тесно связаны (сопряжены) друг с другом. Причем генерация АТФ в Комплексе V дыхательной
Патология биоэнергетических процессов
Течение биоэнергетических процессов очень чувствительно к действию различных по природе факторов, которые провоцируют или угнетение или рост их интенсивности со всеми вытекающими последствиями.
В) Антиоксиданты внеклеточных жидкостей
Внеклеточные жидкости человека (плазма крови, лимфа, ликвор, синовиальная, межклеточная жидкость) содержат очень мало (или не содержит вовсе) ферментов, разрушающих активные формы кислорода. Считае
Микросомальное окисление
В отличие от митохондрий, где окисление осуществляется с помощью отщепления ē и Н+, в эндоплазматическом ретикулуме в основе подобной реакции лежит включение кислорода в молекулу су
Контрольные тесты к главе I
I. Убихинон обеспечивает передачу электронов между комплексами:
1. I и II
2. III и IV, I и III
3. II и III, I и III
4. I и III
II. Цитохром c обе
Регуляция процесса окисления пирувата
Регуляция окислительного декарбоксилирования ПВК имеет важное значение и осуществляется тремя основными механизмами:
1) Ингибирование продуктами: ацетил-КоА подавляет активность тра
Патология декарбоксилирования пирувата
Подавление скорости процесса может носить приобретенный характер вследствие:
а) дефицита в диете витаминов (В2,РР) – его участников;
б) у алкоголиков может развиваться
Цикл трикарбоновых кислот
Цикл лимонной кислоты (цикл трикарбоновых кислот - ЦТК, цикл Кребса) представляет собой серию реакций, протекающих в митохондриях, в ходе которых осуществляется катаболизм ацетильных групп и высвоб
Последовательность реакций ЦТК
Начальная стадия - альдольная конденсация ацетил-КоА с оксалоацетатом, приводящая к образованию цитрата, катализируется цитратсинтазой, при этом возникает углерод-углеродная связь между угле
Энергетическая ценность процесса
В результате окисления, катализируемого дегидрогеназами цикла лимонной кислоты, на каждую распадающуюся за период одного цикла молекулу ацетил-КоА образуются три молекулы НАДН + Н+ и одн
Участие витаминов в ЦТК
В этом процессе свои специфические функции выполняют четыре водорастворимых витамина и одно витаминоподобное соединение:
1. Рибофлавин (В2) входит в сост
Биологические функции цикла Кребса
1. Главная функция цикла Кребса состоит в том, что он является общим конечным путем окислительного распада углеводов, липидов, белков, поскольку в ходе метаболизма глюкоза, жирные кислоты, глицерин
Регуляция превращений цитрата
Скорость любого процесса, как известно, регулируется концентрациями субстратов, ферментов, коэнзимов, наличием аллостерического эффекторов. По отношению к ЦТК это означает следующее: 1) чем выше ур
Контрольные тесты к главе II
I. В окислительном декарбоксилировании α-кетокислот принимают участие коферменты:
1. ТДФ, НАД+, HSKoA, ФП, ФАД
2. ТДФ, ФАД, HSKoA, НАД+, ЛК
3.
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов