Cтраница 3
Но в мышечной ткани ( и мышечных экстрактах) присутствует особый фермент - изомераза, катализирующий изомерацию фосфодиок-сиацетона в 3-фосфоглицериновый альдегид. Здесь происходит внутримолекулярное перемещение водорода между 1 - м и 2 - м углеродными атомами фосфодиоксиацетона. [31]
Если же клетка не нуждается в НАДФН, а ей нужен рибозо-5 - фосфат для синтеза нуклеотидов, то промежуточные метаболиты гликолиза - фрукто-зо-6 - фосфат и 3-фосфоглицериновый альдегид - при действии ферментов неокислительной фазы пентозофосфатного пути могут превращаться в рибо-зо-5 - фосфат. [32]
В спектрофотометрическую кювету помещают 2 мл соответствующего буферного раствора, а также НАД ( конечная концентрация 1 мМ), фосфат натрия ( конечная концентрация 50 мМ) либо арсенат натрия ( конечная концентрация 5 мМ), ЭДТА ( конечная концентрация 5 мМ), 1 - 2 мкг фермента. Реакцию начинают добавлением 3-фосфоглицеринового альдегида в объеме 20 - 30 мкл. [33]
Между фосфотриозами происходит реакция изомеризации, катализируемая ферментом триозофосфатизомеразой. Равновесие устанавливается при 95 % 3-фосфоглицеринового альдегида и 5 % фосфодиоксиацетона. [34]
Эти ферменты окисляют альдегиды и кетоны до кислот. Например, глицеральдегид-фосфатдегидрогеназа ( 1.2.1.12) окисляет 3-фосфоглицериновый альдегид в 1 3-дифосфоглицериновую кислоту с участием НАД. [35]
Разрыв в этом месте облегчается тем, что остатки фосфорной кислоты симметрично расположены по концам молекулы фруктозы. При этом фруктозодифосфат распадается на две фосфорилированные триозы: фосфодиоксиацетон и 3-фосфоглицериновый альдегид. [36]
Метод основан на расщеплении фруктозо-1 6-дифосфата альдола-зой в присутствии гидразина. После разложения образующихся гидра-зонов бензальдегидом получают раствор свободных фосфотриоз, содержащий эквимолярные количества 3-фосфоглицеринового альдегида и фосфодиоксиацетона. [37]
Обычное спиртовое брожение используется для производства спирта, вин, пива, в хлебопечении. Если проводить брожение в присутствии сульфита натрия или в щелочной среде, промежуточно образующийся ацетальдегид удаляется в виде бисульфитного производного; накапливающийся НАД-Н2 восстанавливает 3-фосфоглицериновый альдегид до глицерофосфата, который переходит затем в глицерин. Этот процесс лежит в основе биохимического метода получения глицерина. Молочнокислое брожение Сахаров, вызываемое бактериями рода Lactobacillus, используется для получения ряда пищевых продуктов и молочной кислоты, применяемой в текстильной и кожевенной промышленности. [38]
АДФ и ортофосфат являются общими метаболитами двух рассматриваемых процессов, однако в данном случае общим метаболитом является НАД-Н. Поскольку ферменты гликолиза находятся в цитоплазме, содержащей только каталитические количества НАД, процесс гликолиза лишь в том случае сможет протекать непрерывно, если будет обеспечено непрерывное реокисление НАД-Н, образующегося при окислении 3-фосфоглицеринового альдегида в 1 3-ди-фосфоглицериновую кислоту. Как мы видели, сам НАД - Н не может пройти через митохонд-риальную мембрану, чтобы подвергнуться окислению, но пируват, образующийся в процессе гликолиза, способен присоединять водород, образуя лактат, который, таким образом, накапливается в ткани. Этот процесс обычно протекает в анаэробных условиях. Девлин [7] установили, что в аэробных условиях атомы водорода НАД - Н, несмотря на упомянутый барьер проницаемости, способны проникать в митохондрии, где они окисляются до воды. Эти авторы высказали предположение, что в цитоплазме атомы водорода переносятся на промежуточное соединение процесса гликолиза - дио-ксиацетонфосфат - под действием фермента а-глицеролфосфатдегидрогеназы. Обр азующийся таким образом а-глицеролфосфат может диффундировать в митохондрии, где и происходит отщепление присоединившихся атомов водорода. Этот механизм напоминает уже рассмотренный в случае с яблочной кислотой, но отличается от него тем, что восстановление щавелевоуксусной кислоты в этом случае происходит, как предполагают, внутри митохондрий, а окисление - вне. Данное предположение основано на том факте, что небольшая интенсивность дыхания способствует гликолизу и образованию лактата. [39]
Фосфоглицериновая кислота VIII превращается во фруктозо-6 - фосфат III ( см. стр. Это видно из сравнения реакций 3 - 7 схемы 3 и реакций 9 - 5 схемы 1 ( см. стр. Восстановление 1 3-дифосфоглице-риновой кислоты VII до 3-фосфоглицеринового альдегида V происходит в хлоропластах под действием НАДФ-Н2. Фосфоглицериновый альдегид и продукт его изомеризации - диоксиацетонфосфат VI вступают в альдольную конденсацию; ферментативная реакция протекает стереоспе-цифически: два вновь образующихся асимметрических центра имеют D-mpeo - конфигурацию. [40]
Полагают, что это обусловлено образованием макроэрги-ческого соединения арсената, которое значительно менее устойчиво, чем соответствующее соединение фосфата. Так, например, если при окислении 3-фосфоглицеринового альдегида заменить фосфат арсе-натом, то арсенолиз в реакции (5.6) приведет к образованию карбо-ниларсенатной группы ( - СО - OAsO, ), которая гидролизуется с образованием 3-фосфоглицериновой кислоты. Поэтому в присутствии арсената окисление 3-фосфоглицеринового альдегида в 3-фос-фоглицериновую кислоту и восстановление НАД не сопровождается синтезом АТФ. Динитрофенол ( ДНФ), который разобщает фосфорилирование в дыхательной цепи, не влияет на субстратное фосфорилирование. [41]
Распад моносахаридов в этом процессе протекает по пути Эмбдена-Мейергофа - Парнаса, основные этапы которого состоят в следующем. Глюкоза под действием АТФ через ряд промежуточных соединений превращается в глюкозо-1 6-дифосфат. В результате его ретроальдонового расщепления возникают триозы: диоксиацетонфосфат и 3-фосфоглицериновый альдегид. Эти триозы находятся в равновесном состоянии, причем наиболее биохимически активной из них является глицериновый альдегид. Пройдя ряд ступеней превращений, он в конечном счете переходит в пировиноградную кислоту, которая, декарбоксилируясь, продуцирует ацетальдегид. Последний, как это было описано в 8.1.1, подвергается гидрированию, приводящему к образованию этилового спирта. Все процессы сложного пути превращения сахара в спирт катализируются соответствующими ферментами. [42]
Суммировать все это можно так: во время деятельности мышцы часть АТФ распа-шется, давая энергию, необходимую для мышечного сокращения. Фосфаген ( креатинфос-фат) используется для поддержания количества АТФ на некотором постоянном уровне; мри этом освобождается соответствующее количество креатина и неорганического фосфа -: а. Свободный фосфат в первые моменты используется для фосфоролиза гликогена, а позлее для превращения 3-фосфоглицеринового альдегида в 1 3-дифосфоглицериновый альдегид. Это сопровождается образованием макроэргических связей, которые переносятся ia АДФ, ресинтезируя АТФ. Через АТФ макроэргические связи переносятся на свободный креатин, и начинает ресинтезироваться фосфаген даже при продолжающейся работе мышцы. Таким путем в течение короткого времени первоначальное падение содержания фосфагена в мышце сменяется его подъемом на новый устойчивый уровень. [43]
Глицерин свободно транспортируется кровью. В почках, печени, лактирующих молочных железах имеется фермент глицеролкиназа. В цитозоле он катализирует фосфорилирова-ние глицерина в а-глицерофосфат, который проникает в митохондрии и превращается в 3-фосфоглицериновый альдегид. Дальнейшие превращения 3-фосфоглицеринового альдегида могут быть двоякими. [44]
Протекает в строме, где синтезированные на свету АТФ и НАДФН используются для связывания СО2 и восстановления его до углеводов. Фермент составляет 1 / 6 часть всех белков хлоропласта; катализирует реакции карбоксилирования и гидролитического расщепления с образованием молекул 3-фосфоглицериновой кислоты. Дальнейшая последовательность реакций: 6 рибулозо-1 5-бисфосфат 6 СО2 6 Н2О - т 12 3-фосфоглицериновая кислота 12 АТФ - 12 1 3-бисфосфогли-цериновая кислота 12 НАДФН - 12 3-фосфоглицериновый альдегид. Восстановление 1 3-бисфосфоглицериновой кислоты в 3-фосфоглицериновый альдегид катализирует фермент НАДФН-зависимая глицеральдегид-3 - фосфат дегидрогеназа. Дальнейшие стадии приводят к образованию 1 молекулы глюкозы и 6 молекул рибулозо-5 - фос-фата, на фосфорилирован ие которых затрачивается еще 6 молекул АТФ. В итоге на каждую молекулу СО2 расходуется 2 НАДФН и 3 АТФ. Первичным продуктом при ассимиляции СО2 является 3-фосфоглицериновая кислота, а другие органические вещества являются продуктами ее преобразований. [45]