Аэробное окисление глюкозы, энергетический баланс

Окисление глюкозы в аэробных условиях можно условно разделить на 5 этапов: 1. Окисление глюкозы до ПВК – см. анаэробный гликолиз. 2 этап – это окислительное декарбоксилирование ПВК с образованием АУК – реакцию повторить. 3 этап – использование 90% АУК в ЦТК, где образуются 3 НАДН2 и ФПН2, участвующие в следующем этапе. 4 этап – БО, где образуется энергия и эндогенная вода. 5 этап – ОФ, при котором образуется АТФ.

Т.о., до стадии образования ПВК глюкоза окисляется анаэробно. ПВК может быть использована в реакции карбоксилирования для получения ЩУК или использоваться в реакциях переаминирования для синтеза заменимых аминокислот – повт. Реакции. В аэробных условиях ПВК поступает в митохондрии и подвергается окислительному декарбоксилированию с образованием АУК.

Энергетический баланс аэробного окисления глюкозы

На откр.лекции - При гликолизе, который протекает в цитозоле образуется 2 АТФ и 2 НАДН2. При аэробном окислении 1 молекулы глюкозы образуется 2 молекулы ПВК, которые диффундируют в митохондрии и подвергаются окислительному декарбоксилированию с образованием 2 молекул АУК. При этом образуется 2 молекулы НАДН2, которые окисляются в БО, давая 6 АТФ. 2 АУК окисляются в ЦТК, давая 6 НАДН2, 2ФПН2 и 2АТФ, что в сумме даст 24АТФ. Т.о., в митохондриях получается 24+6=30АТФ. 30АТФ+2АТФ(полученные в цитозоле при гликолизе)=32АТФ. Еще 4 или 6 АТФ получается при окислении цитозольных НАДН2, образованных при гликолизе в результате глицерофосфатного (4) или малатного (6) шунтов - п оказать на пленке

Процесс окисления цитозольных НАДН2 связан с работой челночных механизмов.

Различают глицерофосфатный и малатаспартатный челночный механизмы. Чаще наблюдается первый.

В результате глицерофосфатного челночного механизма происходит окисление цитозольного НАДН2 и восстановление ДОАФ в глицерофосфат. Глицерофосфат способен проходить через мембраны митохондрий. В митохондриях с участием ФП происходит окисление глицерофосфата и образуется вновь ДОАФ, который выходит из митохондрий в цитоплазму и вновь участвует в окислении цитозольных НАДН2. ФПН2 окисляются в цепи БО и дают по 2 АТФ – показать на пленке

Т.к., при окислении 1 молекулы глюкозы образуется 2 цитозольных НАДН2, то при данном челночном механизме образуется 4 АТФ.

Малатаспартатный шунт в основном находится в печени, почках и сердце. Этот шунт протекает с участием МДГ и АСТ. При этом цитозольные НАДН2 окисляются с участием ЩУК, которые под действием цитозольной МДГ (НАД-зависимый ПФ) восстанавливается в малат (яблочную кислоту).

Малат проходит через митохондриальную мембрану в обмен на альфа-кетоглутаровую кислоту, т.е. действует дикарбонатный антипорт (альфа-кетоглутаровый траснпортер). В митохондриях малат подвергается окислению под действием митохондриальной МДГ и образуется вновь ЩУК. При этом НАД восстанавливается. В цепи БО и ОФ 1 НАДН2 дает 3 АТФ. Поскольку при окислении 1 молекулы глюкозы образуется 2 цитозольных НАДН2, всего при малатном механизме выделяется 6 АТФ. ЩУК из митохондрий выйти не может, поэтому под действием митохондриальной АСТ: ЩУК + ГЛУ↔ альфаКГ + АСП. Аспаргиновая кислота с помощью глутамат-аспартатного антипорта выходит в цитоплазму. В цитоплазме под действием цитозольной АСТ и альфа-КГ вновь образуется ЩУК и ГЛУ. ЩУК используется для челночного механизма, а ГЛУ с помощью глутамат-аспартатного антипорта входит в митохондрии – показать пленку.

Т.о., энергетический баланс аэробного окисления 1 молекулы глюкозы составляет 36 АТФ (при использовании глицерофосфатного челночного механизма) или 38 АТФ (при использовании малатного челночного механизма).

Эффект Пастера – это снижение скорости гликолиза в присутствии кислорода, т.е. при наличии кислорода окисление глюкозы происходит аэробно. В результате скорость потребления глюкозы в присутствии кислорода снижается. В основе эффекта лежит уменьшение количества АДФ и неорганического фосфата и увеличение АТФ (т.к. в аэробных условиях усиливается процесс ОФ), что ведет к подавлению гликолиза.

Date: 2015-05-23; view: 1307; Нарушение авторских прав