Глицеральдегид и фосфорилирование АДФ

Рассмотрим теперь стадию а реакции (11-9), т е реакцию окисления глицеральдегид-З-фосфата, требующую присутствия ADP и Р[ (рис. 8-13). Экспериментальные данные показывают, что в цитоплазме эта реакция также находится в состоянии равновесия. В серии опытов соотнощение [ATP]/[ADP] [Pi], характеризующее состояние фосфорилирования, оказалось равным 709, тогда как соотнощение [3-фосфоглицерат]/[глицеральдегид-З-фосфат] составило 55,5. Суммарная константа равновесия для стадии а в реакции (11-9) выражается следующим образом [c.469]

В аэробных условиях конечным продуктом гликолитического расщепления является пируват и две молекулы НАДН, образовавшиеся в результате окисления двух молекул глицеральдегид-З-фосфата [реакция (6) гликолиза] последние окисляются до НАД , отдавая свои электроны в митохондриальную цепь переноса электронов (см. рис. 18.4). Таким образом, к суммарному итогу гликолиза (две молекулы АТФ) добавляется еще шесть молекул АТФ, образующихся в результате окислительного фосфорилирования. Следовательно, баланс АТФ при гликолитическом расщеплении глюкозы в аэробных условиях составляет 8 молекул АТФ, из них 2 молекулы АТФ образовались за счет субстратного, а 6 — окислительного фосфорилирования. [c.250]

Вторая стадия гликолиза, также состоящая из пяти ферментативных реакций, представляет собой, образно говоря, выплату процентов на этой стадии энергия, высвобождающаяся при превращении двух молекул глицеральдегид-З-фосфата в две молекулы пирувата, запасается (в результате сопряженного фосфорилирования четырех молекул ADP) в виде четырех молекул АТР (рис. 15-2). Общий выход АТР в процессе гликолиза равен, однако, не четырем, а только двум молекулам АТР в расчете на одну расщепленную молекулу глюкозы, поскольку две молекулы АТР были уже израсходованы на первой стадии гликолиза. [c.445]

Вторая стадия гликолиза (см. последовательность реакций на рис. 15-5) включает реакции фосфорилирования, в ходе которых свободная энергия, содержавшаяся в исходной молекуле глюкозы, высвобождается и запасается в форме АТР. Поскольку из одной молекулы глюкозы образуются две молекулы глицеральдегид-З-фосфата, обе половины молекулы глюкозы на второй стадии гликолиза во- [c.448]

Участвующий в этой реакции фермент сукцинил-СоА—синтетаза катализирует образование свободного сукцината и одновременно с этим-образование концевой высокоэнергетической фосфатной группы GTP из GDP и Pj за счет свободной энергии, высвобождающейся при расщеплении сукцинил-СоА. У этой реакции, сопровождающейся запасанием энергии, есть промежуточный этап, во время которого происходит фосфорилирование самой молекулы фермента по одному из гистидиновых остатков в его активном центре. Именно богатая энергией фосфатная группа, участвующая в этом фосфорилировании, и переносится на GDP с образованием GTP. Сопряженное образование GTP за счет энергии, выделяющейся при окислительном фосфорилировании а-кетоглутарата, представляет собой еще один пример фосфорилирования на уровне субстрата. Вспомним, что нам уже знаком один пример фосфорилирования этого типа, а именно сопряженный синтез АТР за счет энергии, выделяющейся при окислении глицеральдегид-З-фосфата в ходе гликолиза (разд. 15.7,6). Подобные реакции принято называть фосфорилированием на уровне субстрата, потому что ис- [c.488]

В дальнейшем процессе обмена принимает участие альдегид, в данном случае глицеральдегид-З-фосфат. Следующей стадией опять является фосфорилирование, однако другого типа, чем две рассмотренные ранее реакции фосфорилирования. Эта реакция окислительного фосфорилирования и в ней не используется АТФ. Вместо этого в ней участвует обычная фосфорная кислота и чрезвычайно важный окисляющий агент, повсеместно встречаю щийся в природе, НАД+, или никотинамидадениндинуклеотид. Эта молекула содержит следующие звенья в указанной последовательности [c.33]

Когда глицеральдегид-З-фосфат подвергается окислительному фосфорилированию посредством НАД+ и фосфорной кислоты, он превращается в фосфорный ангидрид 3-фосфоглицериновой кислоты (альдегидная группа при этом окисляется до карбоксильной). [c.34]

Стадия 6 — окисление глицеральдегид-З-фосфата до 1,3-дифосфо-глицерата, сопряженное с фосфорилированием [c.405]

В отличие от других НАД-зависимых дегидрогеназ, катализирующих только реакции окисления — восстановления, глицеральдегид-З-фосфатдегидрогеназа катализирует окислительное фосфорилирование /)-глицеральдегид-3-фосфата в реакции, протекающей в две стадии [c.32]

Хранение энергии фосфорилирование, сопряженное с окислением глицеральдегид-3-фосфата [c.31]

При действии глицеральдегид-З-фосфат-дегидрогеназы образуются различные виды фермент-субстратных промежуточных продуктов. Фермент катализирует окислительное фосфорилирование своего альдегидного субстрата. [c.39]

Глюкоза подвергается действию АТФ и превращается в глюко-зо-6-фосфат. Это соединение под влиянием фермента (оксоизоме-разы) перестраивается так, что образуется фруктозо-6-фосфат. Повторное действие АТФ переводит его в фруктозо-1,б-дифосфат. Для этого требуется участие фермента — фосфофруктокиназы. Фермент альдолаза разрывает шестичленную цепь атомов углерода, так что образуются трехуглеродные соединения — фосфогли-цериновый альдегид и фосфодиоксиацетон (он под действием фермента триозофосфатизомеразы переходит в фосфоглицериновый альдегид). Далее на фосфорилированный глицеральдегид воздействует важный фермент — дегидрогеназа. Активная группа этого фермента, переносящая водород, построена по тому же общему типу, по какому построены и фрагменты нуклеиновых кислот она содержит органические основания, остатки углевода рибозы и фосфатную группу и обозначается НАД. [c.367]

В-глицеральдегид-3-фосфат НАД оксидоредуктаза (фос-форилирующая)], фермент класса оксидоредуктаз, катализирующий одну из важнейших р-ций гликолиза-фосфорилирование глнцсральдег ид-3-фосфата [c.584]

Последующий перенос 1-фосфатной группы на ADP является важной энергодающей стадией в общем обмене веществ (гл. 8, разд. 3,5).В том случае, когда вместо фосфата используется арсенат, образующийся ациларсенат (1-арсено-3-фосфоглицерат) гидролизуется с образованием 3-фосфогли-церата. Таким образом, в присутствии арсената окисление глицеральдегид-З-фосфата не прекращается, но синтеза АТР при этом больше не происходит. Иными словами, арсенат разобщает процессы фосфорилирования и окисления. Арсенат может частично заменять фосфат в стимуляции дыхания митохондрий, разобщая при этом окислительное фосфорилирование (гл. 10, разд. Д, 5). [c.82]

РИС. 8-13. Синтез АТР, сопряженный с окислением альдегида в карбоновую кислоту (реакция типа 59В). Наиболее важной из извествых реакций этого типа явлиетси окисление глицеральдегид-З-фосфата до 3-фосфоглицерата (рис. 9-7). Другие важные реакции фосфорилирования на субстратном уровне> приведены на рис. 8-4, 8-19 и8-21. [c.247]

Образование АТР из ADP и Р, представляет собой процесс, жизненно важный для всех клеток. Этот процесс часто называют фосфорилированием и подразделяют на 1) окислительное фосфорилирование, связанное с прохождением электронов по цепи переноса электронов,— обычно этот процесс происходит в митохондриях, 2) фотосиите-тическое фосфорилирование — сходный процесс, идущий в хлоропластах под действием света, и 3) субстратное фосфорилирование. Только для этого последнего случая известна химическая сторона процесса. Лучше всего изучено окисление глицеральдегид-З-фосфата, сопровождающееся образованием АТР (реакции б и 7 на рис. 9-7 и 8-13). Про- [c.338]

Было предложено множество схем образования высокоэнергетических промежуточных соединений в результате переноса электронов. В этом случае естественна аналогия с субстратным фосфорилировани- ем, при котором высокоэнергетические промежуточные соединения образуются при переходе электронов от субстрата к субстрату. Как мы уже видели (гл. 8, разд. 3,5), альдегидная группа глицеральдегид-З-фосфата превращается в ацилфосфат, который после переноса фосфатной группы на ADP освобождается в виде карбоксилатной группы. В этом процессе свободная энергия окисления альдегида в карбоксильную группу расходуется на синтез АТР. Реакция отличается от митохондриального переноса электронов тем, что продукт 3-фосфоглицери-Новая кислота уже не превращается обратно в глицеральдегид-З-фос- фат. В то же время переносчики электронов дыхательной цепи должны быть регенерированы в каком-то циклическом процессе. Последнее тре- бование вынуждает искать какие-то иные механизмы окислительного фосфорилирования. [c.410]

Образованием глицеральдегид-З-фосфата как бы завершается первая стадия гликолиза. Вторая стадия-наиболее сложная и важная. Она включает окислительно-восстановительную реакцию (реакция гликолитической оксидоредукции), сопряженную с субстратным фосфорилированием, в процессе которого образуется АТФ. [c.330]

Таким образом, благодаря действию двух ферментов (глицеральде-гидфосфатдегидрогеназы и фосфоглицераткиназы) энергия, высвобождающаяся ири окислении альдегидной груииы глицеральдегид-З-фосфата до карбоксильной груииы, запасается в форме энергии АТФ. В отличие от окислительного фосфорилирования образование АТФ из высокоэнергетических соединений называется субстратным фосфорилированием. [c.331]

Образовавшийся О-глицеральдегид под влиянием соответствующей киназы (триокиназы) подвергается фосфорилированию до глицеральде-ггщ-З-фосфата. В этот же промежуточный продукт гликолиза переходит и диггщроксиацетонфосфат. [c.336]

Рассматривая промежуточный обмен углеводов в печени, необходимо также остановиться на превращениях фруктозы и галактозы. Поступающая в печень фруктоза может фосфорилироваться в положении 6 до фруктозо-6-фосфата под действием гексокиназы, обладающей относительной специфичностью и катализирующей фосфорилирование, кроме глюкозы и фруктозы, еще и маннозы. Однако в печени существует и другой путь фруктоза способна фосфорилироваться при участии более специфического фермента—фруктокиназы. В результате образуется фруктозо-Ьфосфат. Эта реакция не блокируется глюкозой. Далее фруктозо-Ьфосфат под действием альдолазы расщепляется на две триозы диоксиацетонфосфат и глицеральдегид. Под влиянием соответствующей киназы (триокиназы) и при участии АТФ глицеральдегид подвергается фосфорилированию до глицеральдегид-З-фосфата. Последний (в него легко переходит и диоксиацетонфосфат) подвергается обычным превращениям, в том числе с образованием в качестве промежуточного продукта пировиноградной кислоты. [c.555]

Рис. 17-29. Взаимозависимая регуляция гликолиза, окисления пирувата, цикла лимонной кислоты и окислительного фосфорилирования, определяемая относительными концентрациями АТР, ADP и АМР. Регуляторные воздействия, ингибирующие и стимулирующие, обозначены здесь красными полосками и стрелками. При высокой концентрации АТР и соответственно при низких концентрациях ADP и АМР скорости гликолиза, окисления пирувата, цикла лимонной кислоты и окислительного фосфорилирования минимальны. Если расходование АТР в клетке резко усиливается и, значит, концентрации ADP, АМР и Pj возрастают, то все эти четыре процесса ускоряются. Взаимосвязь гликолиза и цикла лимонной кислоты, осуществляемая через цитрат (она также показана на этой схеме), дополняет регуляторное действие аденилатной системы. Кроме того, при повышении концентраций NADH и ацетил-СоА подавляется процесс окисления пирувата до ацетил-СоА. ГбФ-глюкозо-б-фосфат ФбФ-фруктозо-б-фосфат ФДФ -фруктозодифосфат ГЗФ - глицеральдегид-З-фосфат ЗФГ - 3-фосфоглицерат 2ФГ-2-фосфоглицерат ФЕП-фос-фоенолпируват а-КГ-а-кетоглутарат.

Избирательное фосфорилирование специфического остатка серина в так называемых сериновых протеиназах , таких, как химотрипсин, трипсин и тромбин, впервые осуществлено Янсеном с сотр. [167—169], применившим в качестве реагента диизо-пропилфторфосфат (ДФФ). Воздействие на эти ферменты мочевины [170—171] или фотоокисление (в присутствии метиленового синего) остатка гистидина активного центра, близкого остатку серина [85, 95], приводит к тому, что такие белки уже не удается модифицировать с помощью ДФФ. ДФФ не инактивирует бромелайн, папаин или така-амилазу А [172], поскольку эти ферменты не принадлежат к группе сериновых протеиназ вместо остатка серина они имеют в активном центре остаток цистеина. С помощью ДФФ в них можно фосфорилировать некоторые остатки тирозина, но не 5Н-группу активного центра [56, 173]. Напротив, -нитрофеннлацетат (НФА) ацетилирует 5Н-группу глицеральдегид-З-фосфатдегидрогеназы и тем самым инактивирует этот фермент [174, 175]. [c.367]

Первая стадия окисления этих гексоз до диоксида углерода и воды — расщепление на трехуглеродные фрагменты с помощью процесса, известного под названием гликолиз (рис. 15.4). Глюкоза или фруктоза превращаются во фруктозо-1,6-дифос-фат, который расщепляется с образованием двух взаимопре-вращающихся трехуглеродных фрагментов диоксиацетонфос-фата и глицеральдегид-З-фосфата. Стадия расщепления — это ретроальдольная реакция (т. е. реакция, обратная альдольной конденсации, гл. 8), а стадии образования из глюкозы двух трехуглеродных единиц точно обратны некоторым стадиям темновой реакции в фотосинтезе (разд. 13.2). Оба трехуглеродных фрагмента превращаются в 2 моля пировиноградной кислоты путем последовательных реакций, во время которых 4 моля АДФ дают АТФ, а 2 моля НАД+ —НАДН. Учитывая, что 2 моля АТФ тратятся на фосфорилирование гексоз, получаем, что суммарный расход на весь процесс гликолиза составляет 2 моля АТФ и 2 моля НАДН. [c.311]

Последующее дегидрирование представляет собой с энергетической стороны важнейший этап данного пути, а также других путей, приводящих к образованию глицеральдегид-З-фосфата. Часть энергии, освобождающейся при окислении глицеральдегид-З-фосфата в 3-фосфоглице-рат (AGq = - 67 кДж), сохраняется в форме высокоэнергетического фосфата. Сначала происходит присоединение альдегидной группы к SH-группе глицеральдегидфосфат-дегидрогеназы, а затем отщепление водорода, который переносится на NAD. Образовавшийся ацил-8-фермент представляет собой тиоэфир, богатый энергией. В результате фосфоро-лиза (при котором ацильная группа отделяется от фермента с присоединившимся к ней ортофосфатом) эта энергия сохраняется в 1,3-бисфосфо-глицерате. При участии фосфоглицераткиназы богатая энергией фосфатная группа переносится на ADP с образованием 3-фосфоглицерата и АТР. Такого рода процесс называют фосфорилированием на уровне субстрата. Для предшествующего окисления глицеральдегид-З-фосфата [c.225]

Для того чтобы два тесно сопряженных между собой процесса—перенос электронов и гликолиз, каждый из которых нуждается в АДФ,— могли функционировать непрерывно, количество АДФ в системе должно быть достаточно большим. Если отношение АДФ/АТФ в клетке понизится, то замедление реакции должно, по-видимому, начаться сначала в той системе, которая обладает меньшим сродством к АДФ. Поскольку ферменты системы гликолиза имеют более высокую константу Михаэлиса для АДФ, чем ферменты дыхательной цепи, то можно предсказать, что в аэробных условиях, когда АДФ легко превращается в АТФ в ходе реакции окислительного фосфорилирования, процесс гликолиза начнет замедляться и затем совсем прекратится. Подавление брожения воздухом фактически впервые обнаружил Пастер. Однако высказывались и другие предположения относительно механизма этого явления, получившего название эффекта Пастера. Так, например, ортофосфат требуется для окислительного фосфорилирования и в то же время служит субстратом для гликолити чес кого фермента глицеральдегид-З-фосфатдегидрогена-зы. Следовательно, убыль фосфата в результате окислительного фосфорилирования может привести к торможению гликолиза. Другая интерпретация эффекта Пастера вытекает из попытки ответить на вопрос почем,у злокачественные ткани образуют в аэробных условиях в значительных количествах лактат, в то время как нормальные ткани этим свойством не обладают В этом случае происходит нарушение того механизма регуляции, с которым мы уже познакомились. Этот эффект можно объяснить по аналогии [c.55]

Пример субстратного фосфорилирования — окисление глицеральдегид-З-фосфата до 3-( сфоглицериновой кислоты при участии глицеральдегид-З-фосфат -дегидрогеназы с одновременным образованием АТФ из АДФ и фосфата. [c.211]

Таким образом, из трех молекул АТФ две используются на стадии фосфорилирования двух молекул 3-фосфоглицериновой кислоты, а одна — на регенерационной стадии цикла при превраи ении рибулозо-5-монофосфата в рибулозо-1,5-дифосфат. Обе молекулы НАДФН2 используются на восстановительной стадии цикла — превращение 1,3-дифосфоглицериновой кислоты в глицеральдегид-З-фосфат. [c.96]

Генетически обусловленные повреждения ферментов гликолиза. Один из наиболее важных путей катаболизма в зрелых эритроцитах, необходимый для образования богатых энергией фосфатов (АТР),-анаэробный гликолиз, или путь Эмбдена— —Мейергофа (рис, 4,3), Эта цепь анаэробных реакций приводит к образованию на один моль глюкозы двух молей молочной кислоты и четырех молей АТР, из которых один затрачивается в ходе гликолиза на фосфорилирование глюкозо-6-фосфата и превращение его в фруктозо-1,6-ди-фосфат и еще один-на превращение глюкозы в глюкозо-6-фосфат. Итого, в полной цепи реакций на моль глюкозы образуется 2 моля АТР, необходимого для разнообразных клеточных функций эритроцитов, таких как поддержание формы (эритроциты представляют собой двояковогнутый диск), работы катионного насоса, а также синтеза разных метаболитов, например глутатиона (GSH) или АМР. Гликолиз катализируется 13 ферментами. Приблизительно 5-10% глюкозо-6-фос-фата окисляется на пути так называемого гексозомонофосфатного шунта в результате последовательности реакций пентозо-фосфат превращается в фруктозофосфат или глицеральдегид-З-фосфат, которые [c.15]

Глицеральдегид-З-фосфат — дегидрогеназа, обиарул<енная у большинства живых организмов, участвует в гликолизе как фермент, осуществляющий окислительное фосфорилирование иа [c.280]

Функционирование всех путей передачи энергии (рис. 1.9,Л) можно объяснить, если постулировать существование общего переносящего энергию интермедиата, который принято обозначать значком . Единственным примером биоэнергетического механизма, включающего подобный интермедиат, служит субстратное фосфорилирование, катализируемое глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназой и фосфоглицераткиназой в гликолизе (рис. 1.10). В этих реакциях окисление субстратов приводит к образованию связи фермента с фосфатом. Эта так называемая макроэргическая связь имеет очень высокую свободную энергию гидролиза. Затем фосфат может быть перенесен на ADP. В случае приложения этой схемы химического сопряжения к митохондриям (Slater, 1953) требовалось лишь учесть следующие экспериментальные данные. Во-первых, то, что во всех трех пунктах сопряжения образуется единый общий интермедиат, и, [c.20]

Гликолиз-это совокупность реакций превращения глюкозы в пируват. У аэробных организмов гликолиз служит как бы прелюдией к циклу трикарбоновых кислот и цепи переноса электронов, в ходе которых запасается большая часть свободной энергии, содержащейся в глюкозе. Десять реакций гликолиза протекают в цитозоле. На первой стадии глюкоза превращается во фруктозо-1,6-бисфосфат путем фосфорилирования, изомеризации и второй реакции фосфорилирования. В этих реакциях, играющих роль подготовительного этапа для генерирования АТР, на каждую молекулу глюкозы расходуются две молекулы АТР. На второй стадии фруктозо-1,6-бисфосфат расщепляется альдолазой на дигидроксиацетонфосфат и глицеральдегид-З-фосфат, которые легко подвергаются взаимопревращению. Г лицеральдегид-З-фосфат затем окисляется и фосфорилируется с образованием 1,3-БФГ-ацилфосфата, обладающего высоким потенциалом переноса фосфатной группы. Образование [c.44]

Образование высокоэнергетической фосфатной связи из сукцинил-СоА представляет собою пример субстратного фосфорилирования. В самом деле, это единственная реакция цикла трикарбоновых кислот, непосредственно приводящая к образованию высокоэнергетической фосфатной связи. По контрасту с нею, в процессе фосфорилирования, связанного с дыхательной цепью (называемого также окислительным фосфорилированием), образование АТР сопряжено с окислением NADH или FADH2 под действием О2. Мы уже встречались ранее с субстратным фосфорилированием при анализе двух реакций гликолиза окисления глицеральдегид-З-фосфата и превращения фосфоенолпирувата в пируват. Окислительному фосфорилированию посвящена следующая глава. [c.52]

Каким образом осуществляется сопряжение между окислением NADH и фосфорилированием ADP Вначале предполагалось, что при переносе электронов происходит образование ковалентного высокоэнергетического промежуточного продукта, являющегося предшественником АТР. Эта гипотеза химического сопряжения основывалась на механизме субстратного фосфорилирования, примером которого служила глицеральдегид-З-фосфат - дегидрогеназная реакция, приводящая к образованию [c.79]

На долю фруктозы приходится значительная часть поступающих с пищей углеводов. Обычное ее дневное потребление составляет 100 г-как в виде свободного сахара, так и в качестве компонента сахарозы. Большая часть потребляемой фруктозы метаболизируется печенью по фруктозой-фосфатному пути. Первым этапом на этом пути является фосфорилирование фруктозы во фруктозо-1-фосфат под действием фруктокиназы. Фруктозо-1-фосфат далее расщепляется на глицеральдегид и дигидроксиацетонфосфат. Это альдоль= ное расщепление катализируется специфической фруктозо-1-фосфат — альдолазой. Глицеральдегид затем фосфорилируется триозокиназой в глицеральдегид-З-фосфат и, таким образом, может также включиться в гликолитический процесс. Существует и другая возможность фруктоза может подвергнуться фосфорилированию во фрук-тозо-6-фосфат под действием гексокиназы. Однако сродство гексокиназы к глюкозе в двадцать раз больше, чем к фруктозе, и поэтому в печени, характеризующейся высоким содержанием глюкозы, имеет ме- [c.133]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология