Основные источники глюкозы

Обмен углеводов

Углеводный обмен занимает одно из ведущих мест в обмене веществ. При распаде (окислении) углеводов в клетках высвобождается свободная энергия, которая запасается в макроэргических связях АТФ, поставляющей свою энергию для осуществления биохимических процессов.

Глюкоза играет главную роль в метаболизме углеводов, так как именно она является основным источником энергии. Глюкоза может превращаться практически во все моносахариды, в то же время возможно и обратное превращение.

Катаболизм глюкозы

Гликолиз и цикл трикарбоновых кислот (ЦТК) приводят к полному окислению глюкозы до оксида углерода (IV) CO₂ и Н₂О и выделению больших количеств энергии в форме АТФ.

Основные источники глюкозы

Основными источниками глюкозы в растительных и животных клетках являются полисахариды и свободные дисахариды:

- полисахариды: крахмал (растения) и гликоген (животные);

- дисахариды: сахароза, лактоза и мальтоза.

При катаболизме углеводов в клетках происходит ферментативный гидролиз гликозидных связей и образование моносахаридов, главным из которых является глюкоза.

Гидролиз крахмала катализирует фермент амилаза, которая расщепляет внутренние α-1,4-гликозидные связи.

В результате из крахмала образуются дисахаридные остатки мальтозы и изомальтозы.

Гидролиз всех дисахаридов катализируется специфическими ферментами: сахаразой, лактазой, мальтазой и изомальтазой.

В результате действия этих ферментов происходит ферментативный гидролиз гликозидных связей с образованием соответствующих моносахаридов.

Гидролиз гликогена катализирует фермент фосфорилаза, которая гидролизует α-1,4-гликозидные связи с одновременным присоединением фосфорной кислоты по месту разрыва гликозидной связи между остатками моносахаридов. В результате из гликогена образуется глюкозо-1-фосфат (Рис. 9.1):

Рис. 9.1. Схема гидролиза гликогена

Таким образом:

1) При распаде олиго- и полисахаридов возникают свободные моносахариды или их фосфорные эфиры.

2) В дальнейшем в обмене моносахаридов участвуют только их фосфорные эфиры. Свободные монозы подвергаются фосфорилированию с образованием соответствующих фосфорных эфиров.

Фосфорные эфиры представляют собой более реакционнспособные соединения по сравнению со свободными моносахаридами.

3) Фосфорилирование моносахаридов осуществляется при их взаимодействии с АТФ и катализируется ферментами фосфотрансферазами, которые называются – киназами:

Глюкоза + АТФ = Глюкозо-6-фосфат + АДФ

4) В результате реакции фосфорилирования фосфорные эфиры становятся макроэргическими соединениями.