Анаеробний розклад вуглеводів. - раздел Химия, БІОХІМІЯ КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ Універсальним Джерелом Живлення Всіх Живих Організмів Є Вуглеводи. Всі Вони С...
Універсальним джерелом живлення всіх живих організмів є вуглеводи. Всі вони спочатку перетворюються в глюкозу або фруктозу шляхом гідролізу, потім починається процес розкладу моноцукрів.
Процес анаеробного перетворення вуглеводів називається гліколізом. Гліколіз - з грецької glykys - солодкий та lysis - розпад, розклад. Гліколіз - універсальний процес, який є одним з центральним шляхів катаболізму глюкози, він виконує цю роль не лише в тваринних та рослинних клітинах, але і у мікроорганізмах. Ферменти, що каталізують гліколітичні реакції, присутні в розчинній формі в цитозолі, тобто в гомогенній водній фазі цитоплазми. Якщо процес розпаду починається з глікогену, то говорять про глікогеноліз. Спершу під впливом фосфорилази глікоген перетворюється на глюкозу-1-Р, яка під впливом мутази перетворюється на глюкозу-6-Р. Далі перетворення відбуваються як і в процесі гліколізу.
OH
HO
O
OH
HO
OH
OH
CH2OH
O
II
I
АДФ
глюкозо-6-фосфат
глюкоза
Гліколіз
гексокіназа
CH2OH
фруктозо-6-фосфат
І.На цьому етапі молекула глюкози активується для участі в наступних реакціях шляхом фосфорилювання за рахунок АТФ в положенні 6 з утворенням глюкозо-6-фосфату. Ця реакція, яка в умовах клітини протікає необоротно, каталізується ферментом гексокіназою. Для проявлення активності гексокіназі необхідні іони магнію.
ІІ.Фермент глюкозофосфатізомераза каталізує оборотну реакцію ізомеризації, в результаті якої глюкозо-6-фосфат (альдоза) перетворюється у фруктозо-6-фосфат (кетозу). Легко протікає в обох напрямках. Цей фермент потребує присутності іонів магнію.
III
діоксіацетонфосфат
Тріозофосфат-ізомераза
CH2O – P
HO
3-фосфогліцериновий альдегід
фруктозо-1,6-дифосфат
ІІІ. Фосфофруктокіназа, якій для проявлення активності необхідні іони магнію, каталізує перенесення фосфатної групи від АТФ на фруктозо-6-фосфат, в результаті чого утворюється фруктозо-1,6-дифосфат. В умовах клітини ця реакція практично не оборотна. Реакція є найбільш повільною реакцією гліколізу. Фактично вона визначає швидкість гліколізу в цілому.
IV. Ця реакція каталізується фруктозодифосфатальдолазою або просто альдолазою. З двох тріозофосфатів, що утворюються в альдолазній реакції, лише гліцеральдегід-3-фосфат здатен піддаватись розщепленню в наступних реакціях гліколізу. Тому по мірі споживання останнього відбувається оборотне перетворення діоксіацетонфосфату в гліцеральдегід-3-фосфат під дією тріозофофатізомерази. Утворення 3-фосфогліцеринового альдегіду завершує першу стадію гліколізу. Її називають підготовчою стадією.
Друга стадія – більш складна та важлива. Вона включає окисно-відновну реакцію, пов’язану із субстратним фосфорилюванням, в процесі якої утворюється АТФ.
VІ
V
3-фосфогліцеринова кислота
1,3-дифосфогліцеринова кислота
V. Фермент гліцеральдегідфосфатдегідрогеназа каталізує оборотну реакцію окислення 3-фосфогліцеринового альдегіду у присутності коферменту НАД та неорганічного фосфату з утворенням 1,3-дифосфогліцеринової кислоти та відновленої форми НАД ® НАД×Н2. 1,3-дифосфогліцерат представляє собою високоенергетичну сполуку (макроергічний зв’язок представлений знаком “ ~ ”).
VІ.Фосфогліцераткіназа каталізує перенесення високоенергетичної фосфатної групи від карбоксильної групи 1,3-дифосфогліцеринової кислоти на АДФ з утворенням АТФ та 3-фосфогліцеринової кислоти. Утворення АТФ з високоенергетичних сполук називається субстратним фосфорилюванням.
VІІІ
2-фосфогліцеринова кислота
2-фосфоенолпіровіноградна кислота
VІІ.Фосфогліцератмутаза каталізує оборотну реакцію внутрішньомолекулярного перенесення фосфатної групи. Протікає в присутності іонів магнію.
VІІI.Це друга реакція гліколізу, в результаті якої утворюється високоенергетична фосфорильована сполука. Фермент енолаза каталізує оборотну реакцію відщеплення води від 2-фосфогліцерату з утворенням фосфоенолпірувату. Відщеплення молекули води від 2-фосфогліцерату викликає перерозподіл енергії всередині молекули, це супроводжується великим зниженням вільної енергії. Для проявлення активності енолази необхідні іони магнію, з якими фермент утворює комплекс, перш ніж приєднати субстрат. Для енолази характерне інгібування фторидом у присутності фосфату.
ІX
X
молочна кислота
IX. Далі відбувається перенесення високоенергетичної фосфатної групи від фосфоенолпірувату на АДФ. Ця реакція каталізується піруваткіназою і представляє собою ще один приклад фосфорилювання на рівні субстрату. В результаті утворюється енолпіровіноградна кислота.
Х. Продукт реакції (енолпіровіноградна кислота) утворюється в енольній формі, який швидко переходить неферментативним шляхом в кетоформу. В умовах клітини піруваткіназна реакція практично необоротна. Для прояву активності піруваткінази необхідні іони калію, а також магнію або марганцю.
XI. Далі ПВК за участю лактатдегідрогенази перетворюється в молочну кислоту. Донором водню є відновлена форма коферменту НАД.
Отже, описаний біохімічний процес об’єднує послідовність реакцій, в результаті яких поступово руйнується вуглецевий ланцюг глюкози з утворенням молочної кислоти – кінцевого продукту анаеробного перетворення вуглеводів.Гліколіз каталізують одинадцять ферментів, які локалізовані в розчинній частині цитоплазми.
Біологічне значення гліколізу полягає в утворенні багатих енергією фосфорних сполук. На перших етапах гліколізу витрачаються дві молекули АТФ (гексокіназна та фосфофруктокіназні реакції). На наступних утворюються чотири молекули АТФ (фосфогліцераткіназна та піруваткіназна реакції). Таким чином, енергетична ефективність гліколізу в анаеробних умовах складає 2 молекули АТФ на одну молекулу глюкози.
БІОХІМІЯ... Біологічна хімія – наука про хімічний склад живих організмів та хімічні процеси, що відбуваються в організмах і лежать в основі їх життєдіяльності...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Анаеробний розклад вуглеводів.
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Функції білків.
1) Каталітична. Переважна більшість хімічних реакцій в організмі каталізується більш-менш специфічними біологічними каталізаторами – ферментами. Ферменти знижують енергію активації хімічних
Амінокислоти.
Амінокислоти – похідні органічних кислот аліфатичного або ароматичного ряду і містять аміно- та карбоксильну групи (звідки походить й назва). Загальна формула:
Нуклеїнові кислоти
Нуклеїнові кислоти були відкриті швейцарським вченим Мішером у 1869 р. в ядрах лейкоцитів. У зв’язку з цим їх назвали нуклеїновими від nucleus – ядро.
Існує два типи нуклеї
Структури ДНК.
Первинна структура – це порядок з’єднання мононуклеотидів в полінуклеотидний ланцюг за рахунок утворення 3,5-фосфоді
Моносахариди.
Це вуглеводи, які не піддаються гідролізу з утворенням більш простих сполук.
Представляють собою похідні багатоатомних спиртів, що містять альдегідну групу (альдози – глюкоза, рибоз
Олігосахариди
Олігосахариди – вуглеводи, які містять від 2 до 6 залишків моносахаридів, що з’єднані глікозидними зв’язками. У відповідності з цим розрізняють дисахариди, трисахариди тощо. На
Полісахариди.
Полісахариди – це природні високомолекулярні речовини, молекули яких складаються з сотень або навіть тисяч залишків моносахаридів, пов’язаних глікозидними зв’язками. Поділяються на гомополіс
Органічні кислоти
Проміжні продукти процесу метаболізму. Вид. в навколишньому середовищі, використовується людиною, твариною.
Гідроароматичні сполуки.Джерело утворення - фосфоровані
Дубильні речовини
Дубильні речовини- це речовини поліфенольної будови, з молекулярною масою 1000, 5000 одиниць.
В харчовій промисловості використовуються псевдодубильні речовини, вони не здатні сильно зв`яз
Терпени.
В їх основі лежать ізопренові залишки, які частіше з’єднані між собою “голова до хвоста”, але іноді з’єднання може бути таким – “хвіст до хвоста”.
Ростові речовини та антибіотики.
До ростових речовин відносяться ауксини та гібериліни прискорювачі росту. Гербіциди пригнічують ріст рослин.
Запитання і вправи для самоконтролю:
1. Які речовини називаються ву
Стериди
Стериди– це складні ефіри вищих жирних кислот та стеролів (стеринів). Стерини є похідними циклопентанпергідрофенантрену.
Важливим стеролом є холестерол, який відіграє роль пр
Фосфоліпіди
Фосфоліпіди (фосфатиди)– складні ліпіди, які містять залишки фосфорної кислоти.
Важливими представниками є:
1. Фосфатидилхоліни (лецитини) – містять холін, гліцерин, залишк
Гліколіпіди
Гліколіпіди– утворились в результаті з’єднання ліпідів з вуглеводами. Вуглеводним компонентом найчастіше буває галактоза, глюкоза. Спиртовою групою виступає гліцерин або сфінгозин.
ВІТАМІНИ
Вітаміни – це низькомолекулярні органічні біологічно активні сполуки різної хімічної природи, які синтезуються переважно в рослинних організмах і в невеликих кількостях потрібні для забезпечення но
Класифікація і номенклатура вітамінів
Тепер відомо близько 30 вітамінів і вітаміноподібних речовин. Раніше вітаміни позначали буквами латинського алфавіту (наприклад, А, В, С, D). Тепер застосовують їх раціональні хімічні назви. Наприк
Жиророзчинні вітаміни
До цієї групи вітамінів належать вітаміни, що розчиняються в органічних розчинниках – спирті, ацетоні, бензолі, а також у жирах. Сюди належать вітаміни А, D, K, E.
Вітамін А
Водорозчинні вітаміни
До водорозчинних вітамінів належать вітаміни групи В, С, Р.
Вітамін В1 (тіамін).
Будова і фізико-хімічні властивості. Молекула тіаміну складаєть
Властивості ферментів
1. Активність ферментів. Характерною особливістю дії ферментів є їх висока каталітична активність. Вона значно вища, ніж неорганічних каталізаторів.
Активність ферментів х
Кінетика ферментативних реакцій
Вивчаючи кінетику ферментативних реакцій, дослідники відзначили їх відмінність від звичайних хімічних реакцій. За малих концентрацій речовин, що вступають в реакцію, тобто субстрату, спостерігаєтьс
Номенклатура і класифікація ферментів
За новою систематичною номенклатурою назви ферментів складаються з двох частин. Перша частина вказує на назву субстрату, на який діє фермент, а друга – на природу хімічної реакції, яку він каталізу
Окисдоредуктази
Схематично дію ферментів цього класу можна показати так:
Окисленням називають процес відщеплення атомів водню (електронів
Трансферази
Залежно від природи транспортованих груп трансферази поділяються на підкласи.
2.1. Трансферази, які переносять одновуглецеві залишки. Серед ферментів даного підкласу важли
Гідролази
Ці ферменти беруть участь в обміні білків, жирів, вуглеводів та при синтезі інших сполук. Гідролази каталізують реакції розщеплення органічних сполук за участю води. Схематично їх дію можна показат
Ізомерази
Ферменти класу ізомераз каталізують внутрішньо молекулярне перетворення органічних сполук в їх ізомери. Відомо шість підкласів ізомераз.
5.1. Рацемази і епімерази. Ці ферм
Локалізація ферментів у клітині
Зараз ферменти виявлено в усіх структурних компонентах клітини. Різновидність їх в тих чи інших органелах залежить в основному від функцій органел і природи хімічних процесів, які в них відбуваютьс
Використання ферментів
Ферменти широко використовують у багатьох галузях народного господарства, медицині. Так, в харчовій промисловості при випіканні хліба використовують ферментні препарати, які значно поліпшують його
Спиртове бродіння
У 1836 французький учений Каньяр де ла Тур встановив, що спиртове бродіння пов'язано із зростанням і розмноженням дріжджів. Хімічне рівняння спиртового бродіння: C6H12O6
Глюкозо-6-фосфат + 12 НАДФ ® 6 СО2 + 12НАДФ×Н2 + Рн
Гліоксилатний цикл. У тварин він відсутній. Поширений у проростаючому насінні олійних культур. Таким шляхом із ацетильних груп, джерелом яких є жирні кислоти запасних триацилгліцер
Розпад ліпідів
Ферментативний розпад тригліцеридів відбувається за участю ферментів ліпаз ступінчато:
Окиснення гліцерину
Гліцерин насамперед піддається реакції фосфорилювання за участю АТФ під впливом гліцераткінази:
Окиснення насичених жирних кислот
Вперше припущення щодо механізму окиснення жирних кислот висловив німецький дослідник Кнооп у 1904 р.
Оскільки процес окиснення розпочинається від вуглецевого атома, який знаходиться в b-п
Окиснення жирних кислот
Крім b-окиснення існує інший, другорядний шлях їх перетворення. Це α-окиснення. Проміжними продуктами є α-оксикислоти та α-кетокислоти, які далі перетворюються на жирні кислоти з неп
Основні перетворення ліпідів у харчовій промисловості
При зберіганні насіння на оліє-жирових підприємствах, підготовці олієвмісного матеріалу до вилучення олії та олієдобуванні (пресування, екстракція) у ліпідному комплексі протікають складні хімічні
Обмін білків.
Роль білків у харчуванні дуже важлива, бо в організмі людини немає білкових депо. Людина повинна на добу вживати 110 г повноцінного білку, який містить незамінні амінокислоти, особл
Катаболізм амінокислот.
Для розщеплення вуглецевого скелету амінокислоти повинні дезамінуватися (у мікроорганізмів існують 4 способи дезамінування). В організмі теплокровних тварин і людини найважливішу роль має о
Біосинтез білку.
Це багатоступеневий ферментативний процес, який здійснюється в клітинах живих організмів і забезпечує постійне оновлення білків тканин та органів. Відбувається на органелах клітин – рибосомах, лока
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Гліколіз
Новости и инфо для студентов