Главная > Химия > Биохимия, Т.2
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

15.21. Лактат, образованный сокращающейся мышцей, превращается в печени в глюкозу

Основным сырьем для глюконеогенеза является лактат, образованный активной скелетной мышцей. В сокращающейся скелетной мышце при анаэробных условиях скорость образования пирувата в ходе гликолиза превышает скорость его окисления в цикле трикарбоновых кислот. Более того, скорость образования NADH при гликолизе выше, чем скорость его окисления в дыхательной цепи. Продолжение гликолиза зависит от наличия NAD+ для окисления глицеральдегид-3-фосфата, а генерирование NAD+ осуществляется лактат-дегидрогеназой, которая, восстанавливая пируват в лактат, окисляет NADH в NAD+.

Лактат - это тупик в метаболизме. Для дальнейших метаболических превращений он должен быть сначала снова превращен в пируват.

Единственная цель восстановления пирувата в лактат - это регенерирование NAD+, необходимого для осуществления гликолиза в активной скелетной мышце. Образование лактата занимает время и перекладывает часть метаболической нагрузки с мышц на печень.

Плазматические мембраны большинства клеток обладают высокой проницаемостью для лактата и пирувата. Оба соединения диффундируют из активной склетной мышцы в кровь и переносятся в печень. При этом переносится значительно больше лактата, чем пирувата, из-за высокого значения отношения

Рис. 15.8. Цикл Кори. Лактат, образованный активной мышцей, превращается в печени в глюкозу. Этот цикл передает часть метаболического «груза» активной мышцы в печень,

в сокращающейся скелетной мышце. Лактат, поступивший в печень, окисляется в пируват, чему благоприятствует низкое отношение в цитозоле печени, Пируват затем превращается в печени в глюкозу по пути глюконеогенеза. Глюкоза поступает далее в кровь и поглощается скелетными мышцами, Таким образом печень снабжает глюкозой сокращающиеся мышцы, которые получают АТР в результате гликолитического превращения глюкозы в лактат. Затем происходит синтез глюкозы из лактата в печени. Эти превращения составляют цикл Кори (рис. 15,8), Описанные процессы облегчаются различиями в каталитических свойствах лактат-дегидрогеназ в мышцах и печени. Лактат-дегидрогеназа представляет собою тетрамер из субъединиц мол. массой Существуют два вида полипептидных цепей, обозначаемых которые могут образовывать пять типов тетрамеров: Эти формы называются изоферментами (или изозимами). Изофермент обладает значительно большим сродством к пирувату, чем изофермент остальные изоферменты имеют промежуточную активность. Изоферменты лактат-дегидрогеназы подвергались интенсивному изучению, однако причина существования множественных форм фермента до сих пор является загадкой,

Заключение

В результате пентозофосфатного пути происходит генерирование NADPH и рибозо-5-фосфата в цитозоле, NADPH участвует в восстановительных биосинтезах, а рибозо-5-фосфат используется в синтезе РНК, ДНК и нуклеотидных коферментов. Пентозофосфатный путь начинается с дегидрирования глюкозо-6-фосфата с образованием лактона, который гидролизуется, давая -фосфоглюконат, и затем подвергается окислительному декарбоксилированию с образованием рибулозо-5-фосфата. Акцептором электронов в обеих окислительных реакциях служит NADP+, Последняя стадия - изомеризация рибулозо-5-фосфата (кетозы) в рибозо-5-фосфат (альдозу). Когда в клетках потребность в NADPH оказывается выше потребности в рибозо-5-фосфате, активируется другой механизм процесса. При этих условиях рибозо-5-фосфат превращается в глицеральдегид-3-фосфат и фруктозо-6-фосфат под действием транскетолазы и трансальдолазы. Транскетолаза содержит в качестве простетической группы ТПФ. Эти ферменты создают обратимую связь между пентозофосфатным путем и гликолизом. Промежуточными продуктами в указанных взаимопревращениях являются ксилулозо-5-фосфат, седогептулозо-7-фосфат и эритрозо-4-фосфат. Таким путем может генерироваться 12 молекул NADPH в расчете на каждую молекулу глюкозо-6-фосфата, которая полностью окисляется до Когда потребность в синтезе рибозо-5-фосфата значительно превышает потребность в NADPH, активна только неокислительная ветвь данного пути. В таких условиях фруктозо-6-фосфат и глицеральдегид-3-фосфат (образованные по гликолитическому пути) превращаются в рибозо-5-фосфат без образования NADPH. Рибозо-5-фосфат, образованный по окислительной ветви, также может превращаться в пируват через фруктозо-6-фосфат и

глицеральдегид-3-фосфат. При этом генерируются АТР и NADPH, а пять из шести углеродных атомов глюкозо-6-фосфата появляются в пирувате. Взаимодействие гликолитического и пентозофосфатного путей обеспечивает возможность постоянного приспособления концентраций NADPH, АТР и строительных блоков, например рибозо-5-фосфата и пирувата, для удовлетворения потребностей клеток.

Глюконеогенез - это синтез глюкозы из неуглезодных предшественников, таких, как лактат, аминокислоты и глицерол. Некоторые реакции превращения в глюкозу пирувата, основного «пункта входа», являются общими для глюконеогенеза и гликолиза. Однако для осуществления глюконеогенеза требуются четыре новые реакции - в обход необратимости соответствующих реакций гликолиза. Пируват карбоксилируется в митохондриях в оксалоацетат, который в свою очередь подвергается декарбоксилированию и фосфорилированию в фосфоенолпируват в цитозоле. В этих реакциях, катализируемых пируват-карбоксилазой и фосфоенолпируват-карбоксикиназой, потребляются две высокоэнергетические фосфатные связи. Пируват-карбоксилаза содержит в качестве простетической группы биотин. Две другие специфические реакции глюконеогенеза - это реакции гидролиза фруктозо-1,6-бисфосфата и глюкозо-6-фосфата, которые катализируются специфическими фосфатазами. Глюконеогенез и гликолиз регулируются реципрокно, так что если активность одного из путей относительно понижается, то активность другого пути повышается.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

(см. скан)

Вопросы и задачи

(см. скан)

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление