Катаболизм, катаболические реакции III

Анаболизм и катаболизм — разнонаправленные процессы и протекают независимо друг от друга. Однако они тесно взаимосвязаны между собой. Катаболические процессы поставляют метаболиты и энергию для процессов анаболизма. Анаболические реакции накапливают (запасают) сложные питательные вещества и энергию, что создает возможность дальнейших реакций катаболизма (см. рис. 7). [c.29]

Таким образом, обмен веществ тесно связан с обменом энергии. Реакции катаболизма, сопровождающиеся уменьщением свободной энергии (—АО), являются донорами не только структурных предшественников, но и обеспечивают энергетически процессы анаболизма (+Аб). Напомним, что если АС отрицательно, то реакция протекает самопроизвольно и сопровождается уменьшением свободной энергии. Такие реакции называются экзергоническими, к ним относятся, как правило, катаболические превращения. Если же значение АО положительно, то реакции будут протекать только при поступлении свободной энергии извне и называться эндергоническими (анаболические процессы). При АО, равном нулю, система находится в равновесии. [c.190]

Таким образом, взаимопревращение метаболитов, образующихся при катаболизме веществ разных классов, тесно связано с энергетическим обменом. Известно, что одним из энергоемких процессов в организме является биосинтез белка, и становится понятна в этом отношении интеграция этого процесса с катаболическими реакциями превращения глюкозы и триацилглицерола — основными источниками синтеза АТФ в процессе окислительного фосфорилирования. В свою очередь, все реакции углеводного и липидного обмена катализируются ферментами, являющимися белками. Следует отметить, что единство метаболических процессов находится под воздействием условий внешней среды и способность живых организмов сохранять постоянство внутренней среды — биохимический гомеостаз — при помощи механизмов саморегуляции является одним из важнейших свойств всех живых систем. [c.449]

Совокупность биохимических процессов, протекающих в клетках и обеспечивающих их жизнедеятельность, называется обменом веществ или метаболизмом. В клетку постоянно поступают метаболиты, которые подвергаются определенным превращениям, вовлекаясь в обменные процессы. Эти процессы можно разделить на два типа анаболические, связанные с синтезом новых структур, и катаболические — реакции деградации, распада сложных веществ до более простых. Процессы анаболизма и катаболизма связаны друг с другом и в физиологических условиях протекают строго согласованно. Кроме обмена химических веществ, в клетках постоянно про- [c.14]

Скорости главных катаболических реакций, обеспечивающих расщепление глюкозы и извлечение химической энергии в форме АТР, в каждый данный момент регулируются в соответствии с потребностями клетки в АТР независимо от того, как будет затем этот АТР использоваться-в биосинтетических реакциях, для активного переноса веществ или для механической работы в сократительных структурах. Поскольку продукты расщепления глюкозы играют важную роль и в качестве предшественников, и как промежуточные продукты других метаболических процессов, регуляторные ферменты катаболизма углеводов распознают также соответствующие сигналы других метаболических путей и отвечают на эти сигналы. Теперь мы [c.461]

Анаболические процессы протекают благодаря энергии, заключенной в химических связях молекул специфической группы высокоэнергетичес-KUXсоединений (АТФ и др.), в которых аккумулируется энергия, выделяемая в катаболических процессах. Необходимо отметить, что с химической точки зрения термин высокоэнергетические соединения не совсем корректен. В биохимии под высокоэнергетическими соединениями понимаются лабильные вещества, гидролиз которых в физиологических условиях сопровождается значительным понижением AG. Выигрыш в свободной энергии используется для смещения равновесия в сопряженных термодинамически невыгодных биохимических процессах, например синтеза биополимеров. Так, АТФ является сопрягающим энергетическим звеном обеих сторон метаболизма — анаболизма и катаболизма. Такое энергетическое сопряжение представляет собой основной способ использования энергии в живых организмах. Примеры сопряженных биохимических реакций будут неоднократно обсуждаться на страницах данного раздела. Но не только АТФ, а и другие соединения, образующиеся в результате катаболизма и используемые в анаболических процессах для синтеза специфических биомолекул, выполняют роль субстратов, сопря- [c.312]

Аминокислоты, не использованные для биосинтетических процессов, подвергаются катаболизму, а из углеродных цепей аминокислот синтезируются вещества, способные резервировать энергию — глюкоза (гликоген) и липиды (рис. 24.5). Общими для всех аминокислот являются катаболические превращения по a-NHj- и а-СООН-группам. К общим реакциям относится так- [c.370]

Несколько иной представляется картина для жирных кислот. Здесь катаболизм завершается образованием ацетил-КоА, а биосинтез начинается с того же самого промежуточного продукта и идет по пути, который на первый взгляд представляется простым повторением катаболической последовательности реакций в обратном порядке. Однако более подробное изучение процесса показывает, что это далеко не так. Во-первых, ацетил-КоА должен сначала превратиться в более реакционноспособный малонил-КоА, который не является промежуточным продуктом при катаболизме во-вторых, весь набор ферментов, ответственных за превращение малонил-КоА в ацилпроизводные с более длинной цепью (предшественники соответствующих н ирных кислот см. гл. XVI), отличается от набора ферментов, участвующих в катаболизме, и наконец, в-третьих, эти ферменты локализованы совсем в другом участке клетки. [c.275]

Даже при биосинтезе глюкозы, который протекает в основном но пути обращения целого ряда легко обратимых ферментативных реакций, синтез отличается от распада (как мы увидим далее) в двух наиболее критических точках всей последовательной цепи реакций, а именно в начале и конце. Так, например, в процессе катаболизма глюкоза превращается в глюкозо-6-фосфат посредством реакции трансфосфорилирования с участием АТФ однако при анаболизме она образуется из фосфорного эфира путем простого гидролиза. Пировиноградная кислота образуется катаболически из фосфоенолпирувата путем трансфосфорилирования — переноса фосфатной группы на АДФ в анаболических же процессах она используется у большинства организмов благодаря двум связанным реакциям сначала пировиноградная кислота карбоксилируется до щавелевоуксусной кислоты и только потом превращается в фосфоенолпируват. В клетках Es heri hia oli, где указанное превращение происходит непосредственно, прямая и обратная реакции все же различаются. Они протекают следующим образом [c.275]

Опыт показывает, что такие антагонистические процессы, как катаболизм и анаболизм, всегда идут разными путями. Это и понятно. Катаболические реакции, как правило, экзер-гоничны, так что соответствующие анаболические реакции не могут идти самопроизвольно, во всяком случав не в тех же условиях. Поэтому для анаболизма используются другие пути, позволяющие вложить дополнительную химическую энергию. Как правило, анаболические процессы требуют больше полезной энергии, чем получается при катаболизме. Часто в катаболических реакциях, поддерживающих динамические состояния, совсем не образуется полезной энергии, а энергия рассеивается в виде тепла. [c.20]

Перечисленные выше механизмы поражения синтеза ДНК могут еще более усиливаться за счет развития в ядре и цитоплазме облученных клеток вторичных процессов. Накопление некоторых метаболитов ДНК при активации процессов ее катаболизма или при блокировании реакций синтеза предшественников может привести к дальнейшему, более глубокому угнетению реакций синтеза ДНК или по механизму отрицательной обратной связи, или за счет специфического их действия на некоторые системы. Изменения проницаемости мембран, наблюдаемые после облучения, могут повлечь за собой обеднение клеточного ядра некоторыми критическими метаболитами синтеза ДНК, Этот процесс может привести к выходу из органелл клетки в цитоплазму разнообразных катаболических ферментов. Развиваясь и взаимноусиливаясь, все эти процессы приводят к гибели клетки. [c.128]

Приведенные выще примеры иллюстрируют репрессию конечным продуктом по принципу обратной связи, характерную для процессов биосинтеза в бактериях. Сходное явление—катаболитная репрессия— состоит в том, что одно из промежуточных соединений в цепочке катаболических ферментативных реакций репрессирует синтез катаболических ферментов. Оно было впервые обнаружено при изучении культуры Е. соИ, растущей на среде, которая содержит в качестве источника углерода не глюкозу, а другое соединение (X). Добавление глюкозы репрессировало синтез ферментов, участвующих в катаболизме X. Это явление вначале называли эффект глюкозы , но потом обнаружилось, что сходные эффекты могут вызывать и другие окисляемые питательные вещества поэтому был предложен термин катаболитная репрессия . Катаболитная репрессия осуществляется при участии сАМР. Молекулярные механизмы индукции, репрессии и дерепрессии осуждаются в гл. 41. [c.101]

При блокировании нормальных путей катаболизма фенилаланина на первый план выходят несколько катаболических реакций, которые протекают в нормальной печени, но обычно имеют второстепенное значение. У больных фенилкетонурией в крови и моче появляются фенилпируват, фениллактат, фенила-цетат и фенилацетилглутамин (рис. 31.16). Хотя присутствие фенилпирувата в моче больных фенилкетонурией может быть установлено путем простого биохимического анализа, для убедительного диагноза необходимо зарегистрировать повышение содержания фенилаланина в плазме крови. [c.331]

Катаболические реакции являются источниками энергии, которая вырабатывается в форме АТФ в результате окислительного фосфорилиро-ваипя в дыхательной цепи. В анаболических процессах происходит потребление энергии в форме АТФ. Процессы катаболизма являются преимущественно окислительными и служат источниками восстановленных форм никотинамиднуклеотидов (НАД-Н и НАДФ-Н), потребляемых при анаболизме. На конечных стадиях катаболизма происходит удаление из организма большинства метаболитов в форме СОа, НгО, ЫН4 (или мочевины и некоторых других азотсодержащих соединений). [c.393]

Совокупность всех химических реакций, протекающих в клетке, составляет то, что мы называем метаболизмом. Метаболизм подразделяется на анаболизм и катаболизм — два разных типа реакций, которые нередко протекают и в разных частях клетки. Катаболические реакции, или реакции распада, обьгано сопровождаются высвобождение энергии. По большей части это окисление и гидролиз. Анаболические реакции, или реакции синтеза, наоборот, требуют затрат энергии. Часто это реакции конденсации. Все эти реакции протекают с участием ферментов. Примером фермента, участвующего в анаболизме, может служить глутаминсинтетаза, катализирующая синтез аминокислоты глутамина из глутаминовой кислоты и аммиака [c.152]

Катаболизм (диссимиляция) — это процессы распада сложных веществ в клетках организма до более простых или до образования низкомолекулярных конечных продуктов распада (СО , Н2О, ЫНд и др.) и выведения их из организма. Катаболические реакции сопровождаются выделением свободной энергии, которая заключена в сложных молекулах органических веществ. Часть этой энергии превращается в химическую форму энергии (АТФ, НАДН2 и др.) и запасается в клетках организма. Большая часть энергии рассеивается в виде тепла. [c.29]

Оценивая значение ЦТК как процесса катаболических превращений ацетила, необходимо отметить его анаболические функции. Следовательно, ЦТК относится к амфиболическим путям метаболизма, т. е. выполняет не только функции окислительного катаболизма, но и связан с анаболическими процессами поставляет промежуточные метаболиты для реакций биосинтеза, например сукцинил-КоА — для синтеза гема, а-кетоглутарат-глутаминовой кислоты и др. (см. рис. 19.2). [c.265]

При биосинтезе глюкозы, который протекает в основном по пути обращения целого ряда легко обратимых ферментативных реакций гликолиза, синтез отличается от распада в двух наиболее критических точках всей последовательной цепи реакций, а именно, в начале и конце. Так, например, в процессе катаболизма глюкоза превращается в глюкозо-6-фосфат посредством реакции трансфосфорилирования с участием АТФ однако при анаболизме она образуется из фосфорного эфира путем простого гидролиза. Пируват образуется катаболически из фосфоенолпируВата путем трансфосфорилирования - переноса фосфатной группы на АДФ в анаболических же процессах он используется у большинства организмов благодаря двум связанным реакциям сначала пируват карбоксилируется до оксалоацетата и только потом превращается в фосфоенолпируват (описанные реакции см. на Метаболической карте). [c.451]

Несинтетические и синтетические реакции можно рассматривать с точки зрения катабо-лических и анаболических процессов. Образование сложных молекул из более простых требует энергетического обеспечения, тогда как деградация (катаболизм) исходного соединения протекает без дополнительной затраты энергии. Следовательно, анаболическую направленность наблюдают чаш.е при втором типе биотрансформации, в то время как первому типу свойственны катаболические реакции. [c.17]

Промежуточный метаболизм складывается из двух фаз-катаболизма и анаболизма. Катаболизм-это фаза, в которой происходит расщепление сложных органических молекул до более простых конечных продуктов. Углеводы, жиры и белки, поступившие извне с пищей или присутствующие в самой клетке в качестве запасных веществ, распадаются в серии последовательных реакций до таких соединений, как молочная кислота, СО 2 и аммиак. Катаболические процессы сопровождаются высвобождением свободной энергии, заключенной в сложной структуре больших органических молекул. На определенных этапах соответствующих катаболических путей значительная часть свободной энергии запасается благодаря сопряженным ферментативным реакциям в форме высокоэнергетического соединения - аденозинтрифосфата (АТР). Часть ее запасается также в богатых энергией водородных атомах кофермента никотинамид адениндинуклеотидфосфата, находящегося в [c.379]

Биосинтез триптофана, обрисованный в общих чертах на рис. 14-Ц обсуждался в разд. 3,3. Его катаболизм в тканях животных показа схематически на рис. 14-26. Один ряд реакций (начинающийся со ста дии а) осуществляется бактериями кишечника. Индол, получающийс путем -элиминирования, гидроксилируется и превращается в индоксш Последний частично поступает в кровь и экскретируется с мочой в вид индоксилсульфата. В клетках животных основной катаболический пут триптофана начинается (стадия б, рис. 14-26) с действия триптофан [c.156]

На уровне восстановительной способности. Катаболические процессы являются, в основном, окислительными и служат донорами высокоэнергетических электронов, для анаболизма же характерно обратное. Основным донором электронов в восстановительных реакциях биосинтеза является НАДФН, восстановление которого происходит в реакциях катаболизма, большей частью в пентозофосфатном пути окисления глюкозы. Напомним существенное различие в функциях НАДФН и НАДН. При катаболизме образуются восстановленные формы как НАДФ" ", так и НАД+, а [c.450]

Итак, анаболизм — это совокупность реакций построения сложных молекул и структур из более простых и небольших предшественников с использованием метаболической энергии, Катаболические и анаболические пути могут различаться ферментами, их регуляцией, внутриклеточной локализацией и использованием кофакторов и переносчиков. Многие ферменты амфиболических путей участвуют как в реакциях анаболизма, так и в катаболи-ческих реакциях. Например, большинство гликолитических ферментов принимает участие как в синтезе, так и в катаболизме глюкозы, тогда как жирные кислоты синтезируются из ацетил-КоА и малонил-КоА путем, совершенно отличным от (3-окисления. В активных клетках всегда поддерживается равновесие между процессами анаболизма и катаболизма. На рис. 144 изображена простейшая схема, показывающая за счет чего можно амфи-болические ферменты заставлять работать либо в сторону биосинтеза ( включая Ез-фермент), либо в сторону деградации ( активируя Е -фермент). [c.216]

Соотношение анаболизма и катаболизма хорошо охарактеризовал Г. Корнберг В ходе катаболических процессов из пищевых источников углерода образуются взаимопревращаемые промежуточные продукты центральных путей обмена анаболические же пути представляют собой последовательности ферментативных реакций, в процессе которых из этих промежуточных продуктов образуются строительные блоки, входящие в состав макромолекул. Таким образом, в то время как катаболические пути имеют совершенно определенные исходные вещества, но не имеют однозначно идентифицируемых конечных продуктов, анаболические пути, начинаясь Ьт неопределенных рубежей, ведут к ясно различимым конечным продуктам . [c.273]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология