В аэробном и анаэробном гликолизе можно выделить два этапа

А. Превращение глюкозы в две молекулы глицеральдегид-3-фосфата (рис. 6.11, реакции 1-5). Эта серия реакции протекает с потреблением АТФ.

Рис. 6.11. Аэробный и анаэробный распад глюкозы:

1-10 — реакции аэробного гликолиза; 1-11 — реакции анаэробного гликолиза; 12 — челночный механизм транспорта водорода в митохондрии (малат-аспартатный или глицерофосфатный) Х, ХН2 — переносчики водорода из цитозоля в митохондрии;(2) стехиометрический коэффициент. Этап А (реакции 1-5) — молекула глюкозы превращается в две молекулы триозы: глицеральдегид-3-фосфат и дигидроксиацетонфосфат, который изомеризуется в глицеральдегид-3-фосфат. В результате образуется две молекулы глицеральдегид-3-фосфата и дальнейший процесс удваивается. На этом этапе происходят две реакции фосфорилирования с затратой двух молекул АТФ (реакции 1 и 3). Этап Б (реакции 6-10) обеспечивает синтез АТФ. Реакция 6 — дегидрирование двух молекул глицеральдегид-3-фосфата, катализируемая NAD-зависимой дегидрогеназой. Регенерация NAD+ из образующейся NADH + H+ происходит в аэробном гликолизе c участием ЦПЭ и челночных механизмов транспорта водорода из цитозоля в митохондрии (реакция 12). В этой реакции синтезируется АТФ путем окислительного фосфорилирования АДФ. Реакции 7 и 10 — субстратное фосфорилирование АДФ; протекают как в аэробном, так и в анаэробном гликолизе. Реакция 11 — регенерация NАD в анаэробном гликолизе. Акцептором водорода является пируват, который превращается в лактат. Реакция 13 — перенос пирувата в митохондрии и окисление его до конечных продуктов в общем пути катаболизма

Б. Превращение глицеральдегидфосфата в пируват или лактат (рис. 6.11, реакции 6-10 и 6-11). Эти реакции связаны с образованием АТФ. На этом этапе происходит реакция дегидрирования глицеральдегид-3- фосфата (см. реакция 6) и образование NADH+H+.

3. Регенерация NAD+, необходимого для окисления новых молекул глицеральдегид-3-фосфата, происходит:

• при аэробном гликолизе посредством его окисления в ЦПЭ (реакция 12). При этом перенос водорода в митохондрии происходит с помощью специальных систем, называемых челночными, с помощью которых водород транспортируется через мембрану при участии пар субстратов, один из которых окисляется в цитозоле, а другой — в митохондриях, т.е. с обеих сторон митохондриальной мембраны находится специфическая дегидрогеназа. Известны две челночные системы: глицерофосфатная и малат-аспартатная (рис. 6.12, 6.13), которые отличаются друг от друга акцепторами водорода для ЦПЭ и, следовательно, количеством синтезированного АТФ. В глицерофосфатной системе водород передается на FAD-зависимую дегидрогеназу, поэтому Р/О = 2. Вторая система энергетически более эффективна, так как водород поступает в ЦПЭ через митохондриальный NAD+ и отношение Р/О составляет 3;

• при анаэробном гликолизе независимо от ЦПЭ. В этом случае окисление NADH осуществляется в результате восстановления пирувата в лактат (рис. 6.11, реакция 11).

4. Образование АТФ при аэробном гликолизе может идти двумя путями: путем субстратного фосфорилирования, когда для синтеза АТФ из АДФ и Н3РО4 используется энергия макроэргической связи субстрата (рис. 6.11, реакции 6, 10) и путем окислительного фосфорилирования за счет энергии переноса электронов и протонов по ЦПЭ (реакции 6, 12).

Рис. 6.12. Глицерофосфатная челночная систем:

1 — глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа; 2 — глицерол-3-фосфатдегидрогеназа (цитозольный фермент); 3 — транслоказа, обеспечивающая транспорт глицерол- 3-фосфата из цитозоля во внутреннюю мембрану митохондрии; 4 — глицерол-3- фосфатдегидрогеназа (митохондриальный фермент); 5 — окисление FADH2 в ЦПЭ

Рис. 6.13. Малат-аспартатная челночная система:

1 — глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа; 2, 3 — окислительно-восстановительная реакция, протекающая в цитозоле и митохондриях в противоположных направлениях; 2 — малатдегидрогеназа (цитозольный фермент); 3 — малатдегидрогеназа (митохондриальный фермент); 4, 5 — реакция трансаминирования, протекающая в цитозоле и митохондриях в противоположных направлениях; 6, 7 — транслоказы, обеспечивающие транспорт малата, аспартата, глутамата и α-кетоглутарата через мембрану митохондрий

5. Анаэробный гликолиз, или анаэробный распад глюкозы, (эти термины — синонимы) включает в себя реакции специфического пути распада глюкозы до пирувата и восстановление пирувата в лактат (рис. 6.11, реакции 1-11). АТФ при анаэробном гликолизе образуется только путем субстратного фосфорилирования (рис. 6.11, реакции 7, 10).

6. Аэробный распад глюкозы до конечных продуктов (СО2 и Н2О) включает в себя реакции аэробного гликолиза (рис. 6.11, реакции 1-10) и последующее окисление пирувата в общем пути катаболизма (реакция 13). Таким образом, аэробный распад глюкозы — это процесс полного ее окисления до СО2 и Н2О, а аэробный гликолиз — часть аэробного распада глюкозы.

Последнее изменение этой страницы: 2017-01-24; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su

Другие публикации:

Аэробные нагрузки с силовыми упражнениями
Аэробный гликолиз в мышцах
Аэробные фитнес-упражнения или силовые нагрузки: советы новичку
Аэробная нагрузка дыхательные упражнения
Бег на аэробную выносливость

Метки: , ,