Tarpinis cheminių angliavandenių apykaitos metabolizmas apima šias reakcijas
Tarpinis angliavandenių metabolizmas apima šias reakcijas arba būdus:
Dauguma energijos, reikalingos įvairioms gyvų ląstelių veiklai vykdyti, yra gaunamos angliavandenių apykaitoje.
1. Glikogenezė
2. Glikogenolizė
3. Glikolizė arba Embden-Meyerhof kelias
4. Pentozės fosfato ciklas
5. Gliukogenogenezė.
Glikogenezė:
Cukraus konversija į glikogeną vadinama glikogeneze. Tai vyksta kepenų ląstelėse daugeliu cheminių reakcijų. Pirmiausia gliukozė fosforilinama į gliukozės-6 fosfatą (G6P), veikiant fermentui heksokinazei. Šiam procesui reikalingą energiją teikia ATP.
Kai susidaro gliukozės-6-fosfatas, jį gali paveikti keturi skirtingi fermentai, ty yra keturi būdai, kaip metabolizuoti;
i) papildyti gliukozės kiekį kraujyje, \ t
ii) kaupti kepenų glikogeną kaip kraujo ir raumenų ląstelių gliukozės sandėlį, \ t
(iii) tarpinių produktų, skirtų baltymų, riebalų ir nukleino rūgščių sintezei, ir
iv) teikti energiją.
Kepenų glikogeno susidarymui gliukozės-6-fosfatas (G6P) pirmą kartą paverčiamas gliukozės-1-fosfatu (G1P), ir šią reakciją katalizuoja fermentas, fosfoglukomutazė. Tada fermentas fosforilatas konvertuoja daug gliukozės-l-fosfato molekulių į glikogeną ir fosforo rūgštį. Šios reakcijos serijos pateikiamos toliau:
Glikogenolizė:
Sumažinus gliukozės kiekį kraujyje, glikogenas paverčiamas gliukoze. Šiame procese glikogenezės reakcijos pasikeičia. Glikogenas pirmą kartą konvertuojamas, esant H3P04 ir fosforilazei, į gliukozės-l-fosfatą (GIP), kuris iš karto paverčiamas gliukozės-6-fosfatu (G6P) fosfoglukomutaze. Tada gliukozės-6-fosfatas hidrolizuojamas į gliukozę ir fosforo rūgštį kepenų fosfataze.
Glukonogenezė:
Gliukozės arba glikogeno susidarymas iš ne angliavandenių šaltinių vadinamas gliukogenogeneze. Apie 90% proceso vyksta kepenyse ir likusiuose inkstuose. Pagrindinės gliukogenogenezės medžiagos yra glikogeninės aminorūgštys, laktatas ir glicerolis.
Ilgiau trunkantis gliukozės poreikis bado metu yra tenkinamas, panaudojant kitus šaltinius, tokius kaip glikogeninės aminorūgštys, įskaitant alaniną, cisteiną, gliciną ir seriną. Jie yra skaidomi transaminuojant į piruvinę rūgštį, kuri gali būti oksiduojama per Krebo ciklą arba transformuojama į saugomą glikogeną.
Tačiau pirovino rūgštis ir pieno rūgštis, susidarę raumenyse ir perduodamos į kepenis, taip pat gali būti angliavandenių šaltinis. Glikoneogenezės procesas priklauso nuo kepenyse esančio 1-ojo 6-ojo fosfato fermento.
Pentozės fosfato kelias:
Jis taip pat vadinamas heksozės monofosfato šuntu arba „Warburg-Dickens-Lipmann“ keliu. Šis kelias žinomas kaip „heksozės monofosfato šuntas“, nes gliukozės-6-fosfatas, kuris daugiausia metabolizuojamas glikolitiniu keliu, gali būti nukreiptas į kitas metabolines reakcijas.
Kepenyse šis kelias gali sudaryti 60 proc. Viso angliavandenių oksidacijos. Šiuo keliu gliukozė metabolizuojama anaerobiškai augalų ir gyvūnų audiniuose.
Mes galime apibendrinti pentozės fosfato kelią taip:
2 Gliukozė-6-fosfatas + 12 NADP + 6H 2 O → 2 gliceraldehido-3 fosfatai + 12 NADPH 2 + ATP + 6CO2. Šis kelias yra svarbesnis kaip pentozės cukrų šaltinis, skirtas nukleino acijos sintezei. NADPH gamyba kelyje taip pat yra reikšminga, nes ji reikalinga riebalų sintezei, kuri pirmiausia atsiranda kepenyse ir riebaliniame audinyje, todėl NADPH reoksiduojasi į NADP. Taigi egzistuoja sinergetinio ryšio tipas, kuriame heksozės monofosfato šuntavimo kelias suteikia NADPH lipidų sintezei, o tai savo ruožtu regeneruoja NADP +, leidžiantį šuntavimo kelią tęsti.
Metabolinis gliukozės kelias:
Gliukozės skaidymas ląstelėse, parodyta pagal formulę:
C6H12O6 + 6O2, -> 6CO 2 + 6H 2 O + energija (668 kilokalorijos / mol) vyksta dviem etapais: a) nesant deguonies ar anaerobinio kvėpavimo tako (vadinama glikolizė gyvūnuose ir aukštesniuose augaluose ir b) aerobiniame etape arba Krebo cikle, kuriam reikia deguonies.
A. Glikolizė:
Gliukozės ląstelių skaidymas per keletą glikolitinių fermentų iki piruvinės rūgšties per kelias reakcijas dažnai vadinamas Embden-Meyerhof keliu. Pirvinė rūgštis į pieno rūgštį: Normaliomis aplinkybėmis piruvatas, susidaręs aukščiau minėtu anaerobiniu kvėpavimo procesu daugelyje ląstelių ir audinių, būtų toliau metabolizuojamas aerobiniu kvėpavimo taku į anglies dioksidą ir vandenį.
Tačiau, nesant molekulinio deguonies, kaip ir skeleto raumenyse, piruvatas paverčiamas pieno rūgštimi oksidacijos mažinimo būdu, kai NADH sumažina piruvinės rūgštį iki pieno rūgšties, esant specifiniam fermentui, pieno rūgšties dehidrogenazei.
Tačiau daugelyje mikroorganizmų ir augalų ląstelių (esant ribotam O2 kiekiui, piruvatas paverčiamas etilo alkoholiu ir CO 2 vietoj pieno rūgšties, naudojant šias dvi reakcijas.
a) Pirvino rūgštis į acetaldehidą: \ t
Ši reakcija, kurią katalizuoja karboksilazės fermentas, iš esmės yra anglies dioksido (dekarboksilinimo) išskyrimas iš piruvinės rūgšties į acetaldehidą.
b) acetaldehidas iki etilo alkoholio:
Tuomet NADH redukuoja acetaldehidą, dalyvaujant fermento alkoholio dehidrogenazei į etilo alkoholį.
Taigi bendri anaerobinio kvėpavimo rezultatai gyvūnų ląstelėse, pvz., Raumenyse, kai 0 2 riboja, yra gliukozės suskaidymas į dvi pieno rūgšties molekules su energijos išskyrimu.
C6H12O6 -> 2CH3CHOHCOOH + energija (36 kcal / mol)
(Gliukozė) (pieno rūgštis)
Mikroorganizmuose ir augalų ląstelėse anaerobinėmis sąlygomis gliukozė metabolizuojama, kad susidarytų 2 moliai etilo alkoholio ir 2 molekulės CO 2, išskiriant energiją.
C6H12O6 -> 2C2H5OH + 2CO2 + energija (50 Kcal / mol)
B. Aerobinis kvėpavimo takas:
Aerobinėmis sąlygomis ląstelių kvėpavimo medžiagų apykaitoje, piruvinė rūgštis oksiduojama per daugelį fermentinių reakcijų, kad gautų energiją, C0 2 ir H 7 0. Metabolinis kelias, kuriuo tai vyksta, yra žinomas kaip Krebo ciklas arba trikarboksirūgštis ( Ciklą arba citrinų rūgšties ciklą.
Krebo ciklo reakcijos santrauka:
Pirėnų rūgštis + 4 NAD + FAD + → 3CO 2 + 4NADH 2 + FADH 2 + ATP (GTP)
ADP (BVP) + Pi + 2H Z O
