Тема 9. Распад углеводов в организме
План:
1. Катаболизм ди- и поли- углеводов: реакции гидролиза и фосфоролиза.
2. Превращение моносахаридов в организме.
3. Анаэробный распад углеводов (дихотомический распад): а) гликолиз; б) распад гликогена в печени и в мышцах (гликогенолиз); в) спиртовое брожение
4. Аэробный распад глюкозы.
5. Пути распада ПВК.
6. Цикл Кребса.
7. Синтез углеводов автотрофами и геторотрофами.
1- й вопрос
C пищей в организм поступают полисахариды: крахмал (хлеб, картофель), клетчатка (фрукты, овощи); а также дисахариды: сахароза, лактоза, мальтоза, которые распадаются путём реакции двух типов: гидролиз и фосфоролиз.
а) гидролиз полисахаридов
|
|
| |||||||||||||||
… | + | H2O | декстрины | мальтоза | |||||||||||||
крахмал | α-глюкоза | ||||||||||||||||
|
| ||||||||||||||||
клетчатка | + | H2O | целлобиоза | β-глюкоза | |||||||||||||
б) фосфоролиз (на примере гликогена). Гликоген – это полисахарид, поступающий в организм с мясом и печенью животных.
| OH | ||||||||||
… | + | H3PO4 | | | ||||||||
— | P | = | O | ||||||||
| | |||||||||||
OH | |||||||||||
гликоген | глюкозо-1-фосфат |
в) гидролиз дисахаридов
| ||||||||
сахароза | + | H2O | α-глюкоза | + | β-фруктоза | |||
| ||||||||
лактоза | + | H2O | β-галактоза | + | α-глюкоза | |||
| ||||||||
мальтоза | + | H2O | α-глюкоза | + | α-глюкоза | |||
| ||||||||
целлобиоза | + | H2O | β-глюкоза | + | β-глюкоза |
Дисахариды также дают реакцию фосфоролиза. У бактерий идёт реакция фосфоролиза мальтозы с образованием фосфорного эфира глюкозо-1-фосфат.
Таким образом, при гидролизе и фосфоролизе ди- и полисахаридов образуются либо свободные монозы, либо их фосфорные эфиры.
2-й вопрос
Основной моносахарид, который в тканях претерпевает дальнейшее превращение, – глюкозо-6-фосфат (фосфорный эфир монозы), который образуется несколькими путями:
глюкоза + АТФ | " | глюкозо-6-фосфат + АДФ |
глюкозо-1-фосфат | D | глюкозо-6-фосфат |
фруктозо-6-фосфат | D | глюкозо-6-фосфат |
Глюкоза распадается двумя путями: анаэробным (дихотомическим) и аэробным (апотомическим).
Анаэробный распад глюкозы (гликолиз) идёт в мышцах до молочной кислоты.
3-й вопрос
СХЕМА ГЛИКОЛИЗА
ФДОА | |||||||||||
глюкоза | → | глюкозо-6-фосфат | → | фруктозо-6-фосфат | → | фруктозо-1,6-дифосфат | ↓ | ||||
3-ФГА | → | 1,3-диФГК |
3-ФГК | → | 2-ФГК | → | фосфо-ен-ПВК | ен-ПВК | → | ПВК | → | молочная кислота | ||||
ХИМИЗМ ГЛИКОЛИЗА
При гликолизе глюкоза, распадаясь, даёт две молекулы молочной кислоты и две молекулы АТФ.
РАСПАД ГЛИКОГЕНА В МЫШЦАХ (ГЛИКОГЕНОЛИЗ)
4 –й вопрос
Схема аэробного распада глюкозы
ХИМИЗМ АЭРОБНОГО РАСПАДА ГЛЮКОЗО-6-ФОСФАТА
ЗНАЧЕНИЕ АЭРОБНОГО РАСПАДА ГЛЮКОЗЫ
1) Образуется 36 молекул АТФ, то есть аэробный распад энергетически выгоден для живой клетки.
2) Образуется пентоза рибулозо-5-фосфат, которая участвует в процессе фотосинтеза.
3) Образуется рибозо-5-фосфат, которая идёт на синтез нуклеиновых кислот, в частности, на синтез РНК, а переходя в дезоксирибозу – на синтез ДНК.
Аэробный распад углеводов протекает в цитоплазме клеток печени, лимфатических узлах, эритроцитах, жировой ткани.
5 –й вопрос
ПВК – общий продукт обмена углеводов, липидов, белков. Это метаболит, который отрицательно влияет на центральную нервную систему. Это яд, вызывающий полиневрит. Но, как правило, в норме этого не происходит, так как образующаяся ПВК подвержена дальнейшему превращению в организме. АНАЭРОБНЫЙ РАСПАД ПВК
ПВК | молочная кислота | |
ПВК | этанол |
ПРЕВРАЩЕНИЕ ПВК В АЭРОБНЫХ УСЛОВИЯХ
пируватдекарбоксилаза
| |||||||||||||||||
|
|
Ацетил-КоА является ядом. Он обезвреживается в цикле Кребса.
6-й вопрос.
Цикл Кребса, иначе цикл дикарбоновых и трикарбоновых кислот, цикл лимонной кислоты.
Химизм цикла Кребса
Реакции цикла Кребса протекают в митохондриях, у растений – в пластидах, у микроорганизмов – на поверхности клеточных мембран.
Образуясь в цикле Кребса, щавелево-уксусная кислота (ЩУК) готова вновь вступить в реакцию с ацетил-КоА (активной формой уксусной кислоты), который постоянно образуется при обмене углеводов, липидов, белков, и в первую очередь – из ПВК.
Значение цикла Кребса
1. Это общий конечный путь окисления углеводов, жиров, белков, поступающих с пищей в организм человека.
2. Через цикл Кребса идёт трансформация одних веществ в другие, то есть углеводы, поступившие в организм, трансформируются в жир. Липиды могут перейти в углеводы, белки трансформируются через этот цикл и в углеводы, и в липиды, но обратный процесс невозможен, то есть 8 незаменимых аминокислот не могут синтезироваться в организме из продуктов распада углеводов и жиров, а поступают в готовом виде с белком пищи.
3. В цикле Кребса идёт обезвреживание ядов: ацетил-КоА и ПВК, так как ацетил-КоА образуется из ПВК.
4. В цикле Кребса образуются конечные продукты распада белков, жиров, углеводов – CO2 и H2O, которые выводятся из организма в окружающую среду.
5. В цикле Кребса образуются восстановленные формы коферментов: НАДФ·H2, НАД·H2 и ФАД·H2, которые переносят водород на кислород. В результате образуется 12 макроэргов (11 молекул АТФ и 1 молекула ГТФ).
6. В цикле Кребса образуются промежуточные соединения (метаболиты), которые служат сырьём для синтеза других органических веществ.
7-й вопрос
Автотрофы способны синтезировать углеводы из неорганических веществ за счёт первичной энергии (энергии Солнца) при фотосинтезе:
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2↑
На свету идёт фотосинтетическое фосфорилирование, то есть накопление энергии в АТФ, идёт фотолиз воды. В результате при распаде молекулы H2O выделяется O2, идущий в атмосферу. В темновой фазе рибулозо-5-фосфат связывает CO2 и через ряд промежуточных продуктов даёт глюкозо-6-фосфат, который при взаимодействии с H2O даёт свободную глюкозу и остаток фосфорной кислоты. Кроме того, глюкозо-6-фосфат (активная форма глюкозы) может идти на синтез ди- и полисахаридов или подвергаться распаду в анаэробных и аэробных условиях.
Гетеротрофы не способны синтезировать углеводы, они их получают в готовом виде с пищей и за счёт перестройки белков и жиров в углеводы. В этом случае промежуточным продуктом является ПВК.
Дата добавления: 2016-01-26; просмотров: 2523;