Это один из центральных метаболических путей. Он представляет собой цепь реакций, в результате которых глюкоза превращается в пируват, с образованием АТФ и НАДН.
Он возник на ранних этапах развития жизни, поэтому является общим для большинства живых организмов, как прокариотических, так и эукариотических.
Катаболические преобразования основных питательных веществ
«Топливом», которое обеспечивает протекание окислительного метаболизма в митохондриях, выступают жиры и гликоген. Жиры являются источником жирных кислот, а гликоген – глюкозы. В количественном отношении жиры гораздо важнее, чем гликоген. При их окислении выделяется в шесть раз больше энергии, чем при окислении такого же количества гликогена. Вот почему, если бы главным источником энергии у нас был гликоген, то массу тела пришлось бы увеличить на 25 кг. Последнего хватает только на один день нормальной работы организма, тогда как жиров – на месяц. Основная часть запаса жиров находится в жировой ткани, а гликогена – в печени и мышцах. В случае необходимости, с током крови жиры и глюкоза гликогена транспортируются в клетки. После отдыха или при голодании основная часть энергии добывается из жиров, а после еды – из глюкозы.
Кофермент А
В процессах окисления клеточного «топлива» важное значение имеет ферментный комплекс, небелковую часть которого называют кофермент А (КоА). За открытие, установление структуры и определение биологической роли этого кофермента американский биохимик Ф. Липман в 1953 был удостоен Нобелевской премии.
Кофермент А состоит из аденина, рибозы, двух фосфатных остатков, витамина В, и сульфгидрильной (тиоловой) группы.
Именно благодаря тиоловой группе КоА может соединяться с первичными продуктами распада глюкозы и жирных кислот, образуя ацетил-КоА. Таким образом, КоА является универсальным переносчиком ацетильных групп (остатков уксусной кислоты). Ацетильные активированные группы образуются при расщеплении глюкозы и жирных кислот. Несмотря на то, что это соединение является обязательным важным промежуточным продуктом энергетического обмена, образования ее при окислении жиров и углеводов несколько отличается:
- разложение жирных кислот происходит в матриксе митохондрий. За один цикл реакции длинный хвост жирной кислоты сокращается на два атома углерода. Таким образом, из 16-ти членной карбоновой пальмитиновой кислоты, например, может образоваться 8 молекул ацетил-КоА;
- разложение глюкозы происходит в два этапа – бескислородный и кислородный. Первый этап проходит в цитозоле без участия кислорода и называется гликолизом. Второй этап происходит в митохондриях.
Бескислородное разложение глюкозы
Таким образом, гликолиз представляет собой процессы бескислородного разложения глюкозы.
Вследствие гликолиза глюкоза распадается на две молекулы пирувата (пировиноградной кислоты). Этот процесс состоит из 11 последовательных реакций. Энергетическим результатом гликолиза является синтез 2 молекул АТФ. Пируват не содержит значительное количество потенциальной энергии химических связей. Его дальнейший распад продолжается в митохондриях. В матриксе митохондрий пируват присоединяется к КоА и образует молекулу ацетил-КоА.
Образование ацетил-КоА
В форме ацетил-КоА фрагменты жирных кислот и глюкозы далее вступают в цикл Кребса.
Не получается самостоятельно разобраться с темой? Заказать написание статьи по биологии!
Комментарии