Фумарат в цикле трикарбоновых кислот

Как видно из рис. 24.11, фумарат под действием ферментов цикла трикарбоновых кислот превращается в оксалоацетат. Последний имеет ключевое значение, поскольку существует несколько возможных путей его превращения 1) он может подвергаться трансаминированию в аспартат 2) превращаться в глюкозу по пути глюконеогенеза 3) при конденсации оксалоацетата с ацетил-КоА образуется цитрат, т. е. могут инициироваться реакции цикла трикарбоновых кислот. Таким образом, между обоими циклами имеются сложные взаимосвязи, определяющие скорость реакций, зависящую от энергетических потребностей клетки и концентраций конечных продуктов метаболизма. [c.395]

Первичным субстратом цикла трикарбоновых кислот является аце-тил-СоА. Несмотря на то что в биохимической литературе очень часто в качестве субстратов, входящих в цикл, рассматриваются оксалоацетат и его предшественники — сукцинат, фумарат и малат, — эти соединения в цикле трикарбоновых кислот не расходуются. Оксалоацетат полностью регенерируется, почему его и называют регенерирующимся субстратом. Для работы каталитического цикла необходимо, чтобы регенерирующийся субстрат всегда имелся в нужных количествах и чтобы его концентрацию можно было легко увеличить, как только понадобится ускорить ход реакций цикла. В нормальных условиях оксалоацетат образуется в любых количествах, необходимых для работы цикла трикарбоновых кислот, из фосфоенолпирувата или из пирувата [уравнение (8-2)] оба эти соединения являются легко доступными продуктами метаболизма сахаров. [c.321]

Важную роль в синтезе мочевины имеет образование фумарата, поскольку он связывает между собой орнитиновый цикл мочевины с циклом трикарбоновых кислот (рис. 24.11). [c.394]

Каково происхождение трех молекул АТФ, необходимых для биосинтеза одной молекулы мочевины Фумарат является общим метаболитом цикла мочевины и цикла трикарбоновых кислот. При превращениях в цикле трикарбоновых кислот фумарат->малат.-> ЩУК на стадии окисления малата малатдегидрогеназой образует- [c.262]

В обмене веществ участвует в виде солей малатов, образующихся в цикле трикарбоновых кислот, глиоксилатном цикле и при глюконеогенезе. Биосинтез малатов идет различными путями исходными продуктами могут быть как ацетат, так и триозофосфаты. В результате ферментативных реакций малат может превращаться в оксалоацетат, фумарат, пируват. [c.90]

Существует пример, когда подобный механизм используется в митохондриях животного. Имаго аскариды — гельминта, паразитирующего в анаэробных участках кишечника хозяина, содержат большое количество митохондрий в мышцах. В этих митохондриях активность конечных участков дыхательной цепи низка, хотя ее начальный сегмент очень активен. Ферменты цикла Кребса, ответственные за превращение трикарбоновых кислот, отсутствуют, в то время как ферменты дикарбоновых кислот имеются в большом количестве. Показано, что запасание энергии митохондриями аскариды обусловлено восстановлением фумарата. Как сам фумарат, так и водород, необходимый для его восстановления, образуются за счет дисмутации малата [c.97]

Реакция г в табл. 8-4, напротив, не может быть осуществлена системой пиридиннуклеотидов вследствие неподходящего восстановительного потенциала. Необходима более сильная окисляющая система флавинов. (Однако обратная реакция, гидрирование связи С = С, частО протекает в биологических системах с участием восстановленного пи-ридиннуклеотида.) Реакции типа г имеют важное значение в энергетическом метаболизме аэробных клеток. Так, например, первой окислительной стадией при -окислении жирных кислот (гл. 9, разд. А,1) является а,р-дегидрирование ацил-СоА-производных жирных кислот. Аналогичной реакцией, протекающей в цикле трикарбоновых кислот, является дегидрирование сукцината в фумарат [c.258]

Одним из первых, кто изучал окисление органических соединений в животных тканях, был Тунберг, который в период между 1911 и 1920 гг. открыл около 40 органических соединений, способных окисляться в животных тканях. Быст-)ее всего окислялись сукцинат, фумарат, малат и цитрат. Зудучи хорошо знаком с теорией р-окисления Кноопа, Тунберг предложил циклический механизм окисления ацетата. Предполагалось, что две молекулы этого двухуглеродного соединения конденсируются (с восстановлением) в сукцинат, который затем окисляется в оксалоацетат по той же схеме, что и в цикле трикарбоновых кислот. Оксалоацетат далее декарбоксилируется в пируват, а последний в результате окислительного декарбоксилирования превращается в ацетат, чем и завершается цикл. Лишь одну из реакций этого цикла не удалось подтвердить экспериментально (пусть читатель самостоятельно решит, о какой реакции идет речь). [c.319]

Однако последующие работы [49] привели к противоположному толкованию этих результатов. Когда были получены бесклеточные экстракты Azotoba ter, то оказалось, что в этом случае цитрат и а-кетоглутаровая кислота окислялись быстро, хотя в опытах с интактными клетками -окисления цитрата не происходило совсем, а а-кетоглутаровая кислота окислялась только после некоторого лаг-периода. Более того, сам ацетат окислялся клеточными экстрактами очень медленно, но при добавлении фумарата скорость окисления значительно возрастала. Этот эффект значительно превышал то возрастание скорости окисления, которое наблюдалось бы при суммировании скоростей окисления этих двух соединений. Таким образом, казалось, что ферменты цикла трикарбоновых кислот в клетке имеются, но они недоступны для некоторых метаболитов, находящихся вне ее. Однако было показано, что при введении а-кетоглутаровой кислоты в клетки, выращенные с сукцинатом, происходит образование новых ферментов, поскольку скорость окисления субстрата в ходе эксперимента возрастала. Теперь считается, что это ферменты, обеспечивающие перенос субстрата через клеточную мембрану. Ферменты эти получили название пермеаз. Однако следует отметить, что концепция о существовании специализированных ферментов, связанных с транспортом субстрата, была подвергнута критике [50]. [c.32]

Глутамат после дезаминирования может превратиться в цикле трикарбоновых кислот в аспартат через а-кетоглутарат, сукцинат, фумарат, малат и оксалоацетат. Оксалоацетат затем превращается в аспартат путем переаминирования с глутаматом, а образующаяся при этом молекула а-кетоглутарата используется для окисления аспартата. Суммарная реакция выглядит следующим образом [c.120]

Рис. 18>5, Цикл мочевины, цикл трикарбоновых кислот и трансами-нирование оксалоацетата связаны между собой через фумарат и аспартат.

Окислительный катаболизм аминокислот и их превращения в жир и углеводы осуществляется через метаболиты общего пути катаболизма и прежде всего через пять метаболитов цикла трикарбоновых кислот ацетил-КоА, а-кетоглутарат, сукцинил-КоА, фумарат и оксалацетат ала, гли, сер, тре, цис пируват -> ацетил-КоА иле, лей, тир -> ацетил-КоА лей, лиз, тир, три, фен-> ацетоацетил-КоА ацетил-КоА асн, асп -> ЩУК тир, фен фумарат иле, мет, вал -> сукцинил-КоА арг, гис, глн, про глутамат - а-кетоглутарат. Мы не будем подробно рассматривать ферментативные пути катаболизма аминокислот, а остановимся лишь на тех, которые представляют интерес с точки зрения медицины. [c.273]

Фумаровая кислота гидратируется фумарат-гидратазой с образованием яблочной кислоты. Цикл трикарбоновых кислот завершается превращением яблочной кислоты в оксалоацетат в реакции, катализируемой малат-дегидрогеназой, использующей в качестве окислителя НАД". [c.86]

Меня часто спрашивали, как возникло и развивалось исследование цикла трикарбоновых кислот. Была ли эта концепция результатом внезапного вдохновения и предвидения Ничего подобного,-отвечает Ганс Кребс (Hans Krebs),-это был очень медленный эволюционный процесс, развивавшийся в течение пяти лет начиная с 1932 г. (когда я включился в эту работу)... Кребс вначале изучал скорость окисления различных соединений, используя срезы почек и печени. Он выбирал вещества, представлявшие собою возможные промежуточные продукты при окислении пищевых веществ. Кребс предполагал, что такие вещества будут быстро окисляться, а следовательно, их легко будет идентифицировать. Были получены важные данные цитрат, сукцинат, фумарат и ацетат очень быстро окислялись в различных тканях. [c.66]

Цикл трикарбоновых кислот представляет собою конечный общий путь для окисления топливных молекул. Он служит также источником строительных блоков для процессов биосинтеза. Большинство топливных молекул вступают в цикл в виде ацетил-СоА. Окислительное декарбоксилирование пирувата, приводящее к образованию аце-тил-СоА, является связующим звеном между гликолизом и циклом трикарбоновых кислот. Эта реакция и все реакции цикла протекают в митохондриях в отличие от гликолиза, который происходит в цитозоле. Цикл начинается с конденсации оксалоацетата (С4) и ацетил-СоА (С2) с образованием цитрата (С ), который изомеризуется в изоцитрат (С ). Окислительное декарбоксилирование изоцитрата дает а-оксоглута-рат (С5). Вторая молекула СО2 выделяется в следующей реакции, в которой а-оксоглутарат подвергается окислительному декарбоксилированию в сукцинил-СоА (С4). Тиоэфирная связь сукцинил-СоА в присутствии расщепляется с образованием сукцината и одновременным генерированием высокоэнергетической фосфатной связи в форме ОТР или АТР. Сукцинат окисляется в фумарат (С4), который затем гидратируется в малат (С4). Наконец, малат окисляется, приводя к регенерированию оксалоацетата (С4). Таким образом, два атома углерода поступают в цикл в виде ацетил-СоА и два атома углерода покидают цикл в виде СО2 при последовательных реакциях декарбоксилирования, катализируемых [c.67]

Мы рассмотрели ряд реакций, приводящих к удалению из аминокислот а-аминогруппы и превращению ее в мочевину. Теперь мы обратимся к судьбе оставшихся углеродных скелетов. Стратегия разрушения аминокислот состоит в образовании главных промежуточных продуктов обмена веществ, которые могут превращаться в глюкозу или окисляться в цикле трикарбоновых кислот. В самом деле, углеродные скелеты разнообразного набора из двадцати аминокислот направленно превращаются всего в семь молекул пируват, ацетил-СоА, ацетоаце-тил-СоА, а-оксоглутарат, сукцинил-СоА, фумарат и оксалоацетат. Мы сталкиваемся здесь еще с одним примером замечательной экономичности метаболических превращений. [c.166]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология