Катаболическая реакция
Cтраница 1
Катаболические реакции являются источниками энергии, которая вырабатывается в форме АТФ в результате окислительного фосфорилиро-вания в дыхательной цепи. В анаболических процессах происходит потребление энергии в форме АТФ. Процессы катаболизма являются преимущественно окислительными и служат источниками восстановленных форм никотинамиднуклеотидов ( НАД-Н и НАДФ-Н), потребляемых при анаболизме. [1]
Скорости главных катаболических реакций, обеспечивающих расщепление глюкозы и извлечение химической энергии в форме АТР, в каждый данный момент регулируются в соответствии с потребностями клетки в АТР независимо от того, как будет затем этот АТР использоваться-в биосинтетических реакциях, для активного переноса веществ или для механической работы в сократительных структурах. Поскольку продукты расщепления глюкозы играют важную роль и в качестве предшественников, и как промежуточные продукты других метаболических процессов, регу-ляторные ферменты катаболизма углеводов распознают также соответствующие сигналы других метаболических путей и отвечают на эти сигналы. [2]
ATP служит переносчиком энергии от катаболических реакций к процессам, сопровождающимся потреблением энергии, таким, как биосинтез, сокращение или движение, перенос веществ через мембрану или передача генетической информации. [4]
Существует и другой путь передачи энергии от катаболических реакций к биосинтетическим, для которых необходима энергия. [6]
К синтезу АТФ по механизму субстратного фосфорилирования ведут катаболические реакции, которые в зависимости от своей химической природы могут быть разделены на два типа. Большинство относится к окислительно-восстановительным реакциям. Богатые энергией соединения возникают в процессе брожения на этапах анаэробного окисления. Анаэробное окисление пировинограднои или ос-кетоглутаровой кислот приводит к образованию высокоэнергетических метаболитов - ацетил - КоА1 или сукцинил - КоА соответственно. [7]
В то время как репрессия конечным продуктом действует на путях биосинтеза, при помощи катаболитной репрессии регулируются катаболические реакции. Если в питательной среде содержатся два разных субстрата, то, как правило, бактерии предпочитают тот, который обеспечивает более быстрый рост. [9]
Первоначально представляли, что синтез белка могут катализировать те же протеолитические ферменты, которые вызывают и его гидролиз, но путем обратимости химической реакции. Однако оказалось, что синтетические и катаболические реакции протекают не только различными путями, но даже в разных субклеточных фракциях. [10]
Таким образом, взаимопревращение метаболитов, образующихся при катаболизме веществ разных классов, тесно связано с энергетическим обменом. Известно, что одним из энергоемких процессов в организме является биосинтез белка, и становится понятна в этом отношении интеграция этого процесса с катаболическими реакциями превращения глюкозы и триацилглицерола - основными источниками синтеза АТФ в процессе окислительного фосфори-лирования. В свою очередь, все реакции углеводного и липидного обмена катализируются ферментами, являющимися белками. Следует отметить, что единство метаболических процессов находится под воздействием условий внешней среды и способность живых организмов сохранять постоянство внутренней среды - биохимический гомеостаз - при помощи механизмов саморегуляции является одним из важнейших свойств всех живых систем. [11]
Совокупность всех химических реакций, протекающих в клетке, составляет то, что мы называем метаболизмом. Метаболизм подразделяется на анаболизм и катаболизм - два разных типа реакций, которые нередко протекают и в разных частях клетки. Катаболические реакции, или реакции распада, обычно сопровождаются высвобождение энергии. [12]
Во многих видах растений соединения с бербиновым скелетом биохимически весьма активны и служат субстратами окислительных и гидролитических ферментов. При этом с участием воды или кислорода происходит расщепление связей С-С или С-N и дальнейшие химические трансформации углеродно-азотного остова. В результате образуется несколько типов азотистых веществ, часть из которых уже не содержит исходного гетероцик-ла, но обычно рассматривается совместно с изохинолиновыми алкалоидами. Катаболические реакции изохино-линовых оснований и солей могут идти по четырем ос - 6.316 новным направлениям, которые определяются природой расщепляющейся межатомной связи. [13]
Их убыль восполняется благодаря анаплеротическим реакциям. Среди этих реакций главную роль играет сопровождающаяся расходованием АТР реакция карбоксилирования пирувата, в результате которой образуется оксалоацетат. В растениях и некоторых микроорганизмах, для которых единственным источником углерода при синтезе углеводов служит ацетат, действует глиоксилатный цикл, представляющий собой модификацию цикла лимонной кислоты. Этот путь обеспечивает образование из ацетил - СоА сукцината и некоторых других промежуточных продуктов для нужд биосинтеза. Глюкоза может вступать во вторичные катаболические реакции, в результате которых образуются специальные продукты. Пентозофосфатный путь, начинающийся с дегидрирования глюко-зо-6 - фосфата, поставляет рибозо-5 - фос-фат и NADPH. Реакции пентозофосфат-ного пути, приводящие к этим продуктам, протекают в растворимой части цитоплазмы - цитозоле. Рибозофосфаты служат предшественниками при синтезе нуклеотидов и нуклеиновых кислот, a NADPH используется в качестве главного восстановителя при биосинтезе таких богатых водородом соединений, как жирные кислоты и холестерол. [14]
Страницы: 1