Реферат: Пентозный цикл и взаимопревращения фосфосахаров

Реферат: Пентозный цикл и взаимопревращения фосфосахаров

Министерство образования республики Беларусь

Мозырский государственный педагогический

университет им.И.П.Шамякина

Контрольная работа по предмету: Биохимия

Подготовила:

cтудентка IIIкурса

I группы заочного отделения

биологического факультета

Лысенкова Лилия Григорьевна

Мозырь 2009

План

1.Пентозный цикл

1.1 Взаимные превращения фосфосахаров

Список литературы

1.Пентозный цикл и взаимные превращения фосфосахаров

Термин пентозный цикл (гексозомонофосфатный шунт) означает набор реакций, происходящих в цитоплазме, в результате которых клетки животных получают NADPH, необходимый для реакций восстановления, и рибозо-5-фосфат-основное промежуточное вещество в синтезе нуклеотидов и нуклеиновых кислот. Если таких превращений не происходит, промежуточные вещества пентозного цикла трансформируются в глицеральдегид-3-фосфат и фруктозо-6-фосфат и включаются таким образом в гликолиз.

Открытие пути прямого окисления углеводов, или, как его называют, пентозофосфатного цикла, принадлежит О.Варбургу, Ф.Липману, Ф.Диккенсу (1935) и В.А. Энгельгарду (1938). Расхождение путей окисления углеводов –классического (цикл тикарбоновых кислот, или цикл Кребса) и пентозофосфатного – начинается со стадии образования гексозамонофосфата. Если глюкозо-6-фосфат изомеризуется во фруктозщ-6-фосфат, который фосфорилируется второй раз и превращается в фруктозо-1,6-бисфосфат, то в этом случае дальнейший распад углеводов происходит по обычному гликолитическому пути с образованием пировиноградной кислоты, которая, окисляясь до ацетил-КоА, затем «сгорает» в цикле Кребса.

Если второго фосфорилирования гексозо-6-монофосфата не происходит, то фосфорилированная глюкоза может подвергаться прямому окислению до фосфопентоз. В норме доля пентозофосфатного пути в количественном превращении глюкозы обычно невелика, варьирует у разных организмов и зависит от типа ткани и её функционального состояния.

У млекопитающих активность пентозофосфатного цикла относительно высока в печени, надпочечниках, эмбриональной ткани и молочной железе в период лактации. Значение этого пути в обмене веществ велико. Он поставляет восстановленный НАДФН, необходимый для биосинтеза жирных кислот, холестерина и т.д. За счёт пентозофосфатного цикла примерно на 50% покрывается потребность организма в НАДФН.

Другая функция пентозофосфатного цикла заключается в том, что он поставляет пентозофосфаты для синтеза нуклеиновых кислот и многих коферментов. При ряде патологических состояний удельный вес пентозофосфатного пути окисления глюкозы возрастает. Механизм реакций пентозофосфатного цикла достаточно расшифрован. [4]

1.1 Взаимные превращения фосфосахаров

В отличие от классического пути гликолиза в пентозофосфатном цикле не происходит разрыва молекул сахара на триазы, а окисление осуществляется ступенчато, путём отщепления карбоксильной группы от фосфоглюконовой кислоты, образующейся при окислении глюкозы.

Согласно исследованиям Рекера и других в 50-х годах процесс начинается с образования глюкозо-6фосфата, который далее окисляется в фосфоглюконовую кислоту (1) при участии фермента дегидрогеназы глюкозо-6 фосфата

CH2O PO3H2

H O H

H +HAДФ

OH H

OH OH

H OH

Глюкозо-6-фосфат Лактон 6-фосфоглюконовой 6-Фосфоглюконовая кислота

Кислоты

[2 стр.222]

Фосфоглюконовая кислота в присутствии кислорода расщепляется с образованием рибулозо-5-фосфата и СО2 при участии дегидрогеназы 6 –фосфоглюконата и НФДФ (2).

COOH СН2ОН

HCOH С=О

HOCH + НАДФ НСОН + НАДФН2 +СО2 (2)

HCOH НСОН

HCOH СН2ОРО3Н2

CH2OPO3H2

6-Фосфоглюконовая кислота Рибулоза -5-фосфат

В дальнейшем происходит внутримолекулярная перегруппировка рибулозо-5-фосфата в ксилулозо-5-фосфат при действии фермента фосфопентоэпимеразы. Рибулозо-5-фосфат изомеризуется также в рибозо-5-фосфат.

3

СНО СН2ОН СН2ОН

НСОН С=О С=О

НСОН НСОН НОСН (3)

НСОН НСОН НСОН

CH2OPO3H2 CH2OPO3H2 CH2OPO3H2

Рибозо-5-фосфат Рибулозо-5-фосфат Ксилулозо-5-фосфат

В присутствии тиаминпирофосфата (ТПФ) и ионов Мg++ первый и второй атомы углерода ксилулозо-5-фосфата переносятся на молекулу рибозо-5-фосфата. В результате образуется седогептулозо-7фосфат и 3-фосфоглицериновый альдегид:

Ксилулозо-5-фосфат  Рибозо-5-фосфат

(донор 2С) (акцептор 2С) (4)

3-фосфоглицериновый альдегид Седегептулозо-7-фосфат

Реакция (4) катализируется ферментом транскетолазой.

Под действием фермента трансальдолазы фрагмент молекулы седогептулозо-7-фосфата, содержащий три атома углерода, переносится на 3-фосфоглицериновый альдегид. При этом 3-фосфоглицериновый альдегид превращается в фруктозо-6-фосфат, а из седогептулозо-7-фосфат образуется эритрозо-4-фосфат:

Седогептулозо-7-фосфат   3-фосфоглицериновый альдегид

(донор 3С) (акцептор 3С)

(5)

Эритрозо-4-фосфат Фруктозо-6-фосфат [2 стр.223]

На эритрозо-4-фосфат переносится от ксилулозо-5-фосфата группа из двух атомов углерода. В результате реакции образуется фруктозо-фосфат и 3-фосфоглицериновый альдегид:

Ксилулозо-5-фосфат   Эритрозо-4-фосфат

(донор 2С) (акцептор 2С)

(6)

3-фосфоглицериновый альдегид Фруктозо-6-фосфат

В результате 4,5 и 6-й реакции три молекулы пентозофосфата превращаются в две молекулы гексозофосфата и одну молекулу триозофосфата. Гексозофосфат снова подвергаться окислению.

Расчёты показывают, что если в пентозофосфатный цикл вступили шесть молекул глюкозо-6-фосфата, то из них образуются 6 молекул СО2 (исключительно за счёт окисления первого углеродного атома), 4 молекулы гексозофосфата и 2 молекулы тризофосфата. Последние молут изомеризоваться в гексозофосфат, который, в свою очередь, может подвергаться окислению и т.д.

Таким образом, в ходе пентозофосфатного цикла происходит не только окисление гексозофосфата с выделением СО2, но и постоянная регенерация гексозофосфата.

Реакции пентозофосфатного цикла показывают также, как образуются в растении триозы(цепь состоит из трёх атомов углерода), тетрозы (содержащие четыре атома углерода), пентозы (содержащие пять атомов углерода), гексозы (содержащие шесть атомов углерода) и гептозы (содержащие семь атомов углерода).[1 стр.224]

Пентозы могут образовываться при декарбоксилировании ULР уроновых кислот, чрезвычайно широко распространённых в растительных организмах в виде различного рода полиуронидов. Имеются экспериментальные данные, свидетельствующие о том, что ксилан синтезируется из ксилозы, которая образуется путём окисления глюкозы у шестого углеродного атома и последующего декарбоксилирования возникающей таким образом уроновой кислоты.

В опытах, проведённых на растениях пшеницы с помощью изотопной методики, было показано, что ксилан особенно легко образуется из глюкуроной кислоты. Результаты этих опытов подтверждают представление о том, что декарбоксилирование галактуроновой и глюкорбоновой кислот (или их полимеров) является важнейшим путём образования арабана и ксилана в растительном организме. Пентозы также могут образовываться путём декарбоксилирования кислот, образующихся при окислении молекул гексозы у первого углеродного атома. Так, при декарбоксилировании фосфоглюконовой кислот ферментными препаратами, выделенными из дрожжей, бактерий и высших растений, образуется фосфорный эфир кетопентозы- рибулозы: образовавшийся таким образом рибулозофосфат под действием рибозофосфат-изомеразы даёт рибозо-фосфат. При этом образуется рибозо-5-фосфат, превращающийся под влиянием фермента фосфорибомутозы в рибозо-1-фосфат. [2 стр.189]

Страницы: 1, 2