Малат окисление

Имеются пять окислительных стадий, в результате которых при окислении пирувата до СОз и воды образуются восстановленные коферменты 1) окисление пирувата до ацетил-КоА и СОг , 2) окисление изоцитрата с образованием а-кетоглутарата и СОг 3) окисление а-кетоглутарата до сукцинил-КоА и СОг, 4) окисление сукцината до фумарата 5) окисление малата до оксалоацетата. [c.118]

ЧТО способность осуществлять окислительное фосфорилирование присуща исключительно митохондриям, что дыхание (т. е. окисление) и фосфорилирование могут быть разобщены с помощью определенных соединений, таких, как 2,4-динитрофенол, что подавляющее число точек фосфорилирования связано с цепью переноса электронов, а не с окислением на уровне субстрата и что число молей АТФ, образующегося на 1 г-атом поглощенного кислорода, т. е. отношение Р/0 для различных субстратов, подвергающихся одностадийному окислению, весьма близко к целым числам. Так, для превращения а-кетоглутарата в сукцинат было получено значение Р/0 4 для превращения малата в оксалоацетат, глутамата в а-кетоглутарат и 3-оксибутирата в ацетоацетат отношение Р/0 равно 3 для превращения сукцината в фумарат или малат это отношение равно 2. [c.394]

Синтез оксалоацетата в цикле лимонной кислоты. Оксалоацетат образуется на последней стадии цикла лимонной кислоты в результате NAD -зависимого окисления L-малата. Возможен ли синтез оксалоацетата из ацетил-СоА под действием одних только ферментов и кофакторов цикла лимонной кислоты, без траты промежуточных продуктов цикла Дайте подробный ответ. Как пополняется запас оксалоацетата [c.506]

Отмытые и подсушенные с помош,ью кусочка фильтрова льной бумаги электроды полярографа осторожно опускают в кювету, заполненную 2 мл среды 1 (проба 1) до полного выхода пузырька воздуха. С помощью специального потенциометра устанавливают перо включенного самописца в исходное положение, соответствующее исходной концентрации кислорода в среде (в самописцах типа КСП-4 — в крайнее правое положение). Включают движение диаграммной ленты и, убедившись в отсутствии дрейфа, с помощью микропипетки добавляют в кювету 0,04—0,05 мл густой суспензии митохондрий (4—6 мг белка). В течение 40—60 с регистрируют медленное эндогенное дыхание и добавляют 0,02 мл сукцината (10 мМ), который вызывает небольшую стимуляцию дыхания. Через 40—60 с в кювету вносят раствор СаСЬ ( 100 мкМ). При этом дыхание сначала резко активируется, затем быстро снижается до исходного уровня. Добавку повторяют несколько раз до тех пор, пока стимуляция дыхания после каждого добавления сменяется четко выраженным торможением. Учитывая количество добавленного СаСЬ, оценивают его максимальную концентрацию, вызывающую обратимую стимуляцию дыхания. Для препарата интактных прочно сопряженных митохондрий (4—6 мг белка в кювете) эта концентрация обычно составляет 400—500 мкМ. В пробе 2 убеждаются в том, что выбранная концентрация СаСЬ вызывает обратимую стимуляцию дыхания с отчетливым выходом в контролируемое состояние. Для определения величины АДФ/О записывают следующую пробу. С этой целью в кювету со средой последовательно добавляют митохондрии, сукцинат и АДФ в концентрации от 300 до 400 мкМ (определение АДФ/О см. на с. 462). Проводят три аналогичных измерения с использованием в качестве субстрата окисления смесь глутамат—малат (по 5 мМ). В этом случае целесообразно уменьшить концентрацию добавляемого СаСЬ в 1,5—2 раза, а в среду инкубации предварительно добавить (непосредственно в кювету) 1 мМ НАД+ для предотвращения утечки эндогенных пиридиннуклеотидов. [c.452]

Равновесие реакции окисления малата окисленным динуклеотидом (реакция 1) сильно сдвинуто влево. Ее протекание становится возможным в присутствии искусственных акцепторов электронов ФМС и ДХФИФ, быстро и практически необратимо окисляющих НАДН в не-знзиматических реакциях (2) и (3). Восстановление ДХФИФ приводит к спектральным изменениям, что позволяет использовать спектрофотометрический подход для регистрации реакции. Измерение концентрации малата описанным методом следует проводить в присутствии ас-партат-аминотрансферазы (КФ 2.6.1.1), катализирующей непрерывное удаление оксалоацетата — сильного ингибитора маталдегидрогеназы. [c.461]

Наконец, в ходе восьмой реакции цикла трикарбоновых кислот под влиянием митохондриальной НАД-зависимой малатдегидрогеназы происходит окисление Ь-малата в оксалоацетат [c.348]

Если в печень попадает большое количество лактата, то он подвергается окислению до пирувата, который поступает в митохондрии. Здесь часть его включается в цикл трикарбоновых кислот и окисляется. Если, однако, концентрация АТР высока, то происходит блокирование пируватдегидрогеназы (гл. 9, разд. Б, 4). В этом случае количество пирувата, превращающегося в оксалоацетат и в малат [уравнение (9-9)], [c.512]

Итак, если функционирует малат-аспартатный механизм, то в результате полного окисления одной молекулы глюкозы может образоваться не 36, а 38 молекул АТФ (табл. 10.1). [c.351]

Первый этап в окислении жирных кислот аналогичен превращению сукцината в фумарат второй этап аналогичен превращению фумарата в малат третий этап аналогичен превращению малата в оксалоацетат. [c.721]

Итак, цикл лимонной кислоты — это каталитический механизм, при помощи которого осуществляется полное сгорание не только ацетил-КоА и всех соединений, способных его образовать, но также любого компонента цикла или любого соединения, способного превратиться в один из компонентов цикла. Как же работает этот механизм Ясно, что реакции 2—7 или 2—8 (см. фиг. 100) сами но себе могут осуществлять дегидрирование (а при сопряжении с системой переноса электронов — также аэробное окисление) любой ди- и трикарбоновой кислоты цикла лишь до малата или оксалоацетата, но не дальше. Проблема, следовательно, сводится к тому, как получить ацетил-КоА из малата или оксалоацетата. Зная решение этой проблемы, мы можем рассматривать последующие стадии просто как превращения оксалоацетата, продолжающиеся до тех пор, пока не останутся лишь каталитические количества этого соединения [c.358]

Частные реакции цикла можно изучать на изолированных митохондриях или митохондриальных фрагментах, однако изолированные митохондрии не способны окислять все субстраты цикла Кребса. Этот поразительный факт, но-видимому, является следствием удаления митохондрий из естественного для них клеточного окружения. Митохондрии из мышц насекомых и из сердца голубя непроницаемы для большинства субстратов цикла Кребса. Митохондрии печени легко окисляют сукцинат, хуже пируват и а-кетоглутарат и почти совсем не окисляют малат. Тот факт, что при добавлении малоната ингибируется окисление а-кетоглутарата, свидетельствует о том, что процесс окисления идет через образование сукцината. Митохондрии животных не окисляют добавленный НАД-Нг. Растительные же митохондрии, нанример митохондрии из картофеля, батата, маша и цветной капусты, интенсивно окисляют наряду с сукцинатом и малатом НАД-Нг, причем при наличии контроля дыхания со стороны АДФ [96] (Сайкс и Боннер мл., 1965, неопубликованные данные). Остальные субстраты цикла Кребса окисляются медленно или совсем не окисляются. Эти факты можно истолковать по-разному. Во-первых, можно предполагать, что в процессе выделения митохондрий произошло изменение проницаемости их мембран. Согласно второму предположению, при выделении митохондрий и последующей промывке могут вымываться пермеазы. Третье предположение сводится к тому, что не все реакции цикла Кребса происходят в митохондриях. Наконец, не исключена возможность, что в изолированных митохондриях цикл Кребса подавлен. Две первые точки зрения не имеют пока никакой экспериментальной основы. Некоторые косвенные данные, подтверждающие третье предположение, делают его заслуживающим пристального внимания. Наконец, четвертая [c.59]

Коэффициент Р/О и энергетический баланс. Рассмотрение окислительно-восстановительных потенциалов (табл. 7.4) показывает, что в дыхательной цепи имеются только три этапа окисления, на которых освобождается по меньшей мере столько энергии, сколько содержится в одной высокоэнергетической связи. При переносе 2 [Н] от NADH на кислород только три электронных перехода могут быть сопряжены с фосфорилированием ADP в АТР, так что в лучшем случае лишь три молекулы фосфата могут быть включены в органическое соединение. Эту связь окисления с фосфорилированием обычно выражают в виде коэффициента Р/О (число молекул АТР, образующихся на 1 атом затраченного кислорода). Для митохондрий животных, используя в качестве доноров водорода изоцитрат или малат (переносящие свой водород на NAD), можно экспериментально получить коэффициент Р/О, равный 3 для сукцината, от которого водород может быть включен в цепь дыха- [c.242]

Гидратация фумарата проведена в тритированной воде, и образовавшийся малат окислен в оксалоацетат. Гидролиз последнего в присутствии оксалоацетат—ацетилгидролазы [уравнение (7-61)] в НгО приводит к образо вадию. оксалоацетата и хирального (В) ацетата. Тот же самый продукт может быть получен путем конденсации оксалоацетата с ацетил-СоА при использовании цитрат ( ге)-синтетазы. Образующийся цитрат расщепляется в НгО в присутствии цитрат-лиазы, имеющей з1-спёцифичность [154, 155]. Ацетат противоположной хиральности может быть получен ферментативным путем исходя из 2,3- Н-фумарата, гидратированного обычной водой в присутствии фумаразы. Хиральные ацетаты получены также неферментативным путем [154], и их конфигурация надежно установлена. [c.168]

Описанный выше механизм действия оксидаз а-кетокислот был обнаружен при работе с препаратами из животных и бактериальных клеток. Однако имеются весьма веские доказательства того, что и высшие растения обладают сходными оксидазными системами [13]. Изолированные митохондрии картофеля окисляют пируват только при добавлении НАД, ТПФ, АМФ и малата. Окисление а-кетоглутарата изолированными митохондриями картофеля ускоряется добавлением следовых количеств КоА. в присутствии других кофакторов. Хотя липоевая кислота не оказывает суш ественного влияния, но добавление арсенита вызывает сильное торможение окисления как пирувата, так и а-кетоглутарата. Поэтому весьма вероятно, что у растений механизм действия липоата [c.119]

Ацетилкофермент А играет роль сырья в цикле лимонной кислоты, изображенном на рис. 21-23. В цикле лимонной кислоты ацетатная группа, содержащая два атома углерода, соединяется сначала с четырехуглеродным оксалоацетатом, в результате чего образуется шестиуглеродный цитрат-ион. Затем этот цитрат-ион распадается в семь стадий с высвобождением двух из его атомов углерода в виде Oj и снова восстанавливается в окса-лоацетат. Каждая из этих стадий цикла лимонной кислоты представляет собой окисление (изоцитрата в я-кетоглютарат, малата в оксалоацетат), либо перегруппировку, необходимую как подготовку к последующему окислению (цитрата в изоцитрат). На четырех окислительных стадиях высвобождающаяся энергия используется для восстановления молекулы-переносчика энергии НАД или ФАД. [c.330]

У инфузорий (Tetrahymena pyriformis) пероксисомы называют глиоксисомами, в которых содержатся лишь два фермента глиоксилатного пути окисления веществ — изоцитрат-лиаза и малат-синтаза [c.135]

Для определения концентрации образовавшегося малата в спектрофотометрическую кювету вносят 3 мл среды для измерения концентрации малата, добавляют 50 мкМ дихлорфенолиндофенол, 1 мМ феназинметосульфат, малатдегидрогеназу — 50 мкг/мл и аспартатамино-трансферазу — 50 мкг/мл. Определяют значение оптической плотности раствора при длине волны 600 нм, соответствующей максимуму поглощения окисленной формы ДХФИФ (емм ° =20). В кювету добавляют 50—100 мкл раствора малата и фиксируют уменьшение оптической плотности, связанное с восстановлением дихлорфенолиндофенола. Рекомендуется определить указанным методом концентрацию приготовленного по навеске раствора L-малата. Рассчитывают концентрацию образующегося в результате реакции окисления янтарной кислоты малата и определяют стехиометрическое соотношение окисленного сукцината к образованному малату в отсутствие и в присутствии разобщителя. [c.462]

РИС. 9-2. Реакции цикла трикарбоновых кислот. Звездочками указано положение метки, введенной в цикл в ацетате, меченном по карбоксильной группе. Заметим, что два атома углерода, уходящие из цикла в виде Oj, происходят не из вступившей в цикл молекулы ацетил-СоА, а из оксалоацетата. Лишь после нескольких оборотов цикла атомы углерода ацетил-СоА полностью освобождаются в виде Oj. Тем ие менее цикл может вполне правомерно рассматриваться как механизм окисления ацетильных групп в Oj. Значком отмечено положение Н, включающегося в малат из среды, содержащей Н+. FAD5 — обозначение ковалентносвязаниого 8-гнстидил-РАВ (гл. 8, разд. И, 3). [c.318]

Затем две пары электронов от двух молекул цитозольного NADH, образовавшихся в процессе гликолиза под действием глицеральдегидфосфатдегидрогеназы (разд. 15.7), переносятся в митохондрии при помощи малат-аспартатной челночной системы. Здесь они поступают в цепь переноса электронов и направляются через ряд последовательных переносчиков на кислород. Этот процесс дает 2 3 = = 6АТР, поскольку окисление двух молекул NADH описывается следующим уравнением [c.539]

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]

РИС. 11-11. Сопряженные друг с другом пути гликолиза, глюконеогенеза и окисления жирных кислот, а также синтезов с указанием некоторых способов регуляции (—") — реакции гликолиза и окисления, протекающие через цикл трикарбоновых кислот. Сплошные жирные стрелки указывают путь углерода от гликогена (верхний правый угол) к СОг. ( ->)—биосинтетические пути. Прерывистые жирные стрелки означают глюко-неогенезный путь от пирувата через оксалоацетат и малат. [c.512]

Стимулирование потребления кислорода оксалоацетатом и малатом. В начале 30-х годов Альберт Сент-Дьёрдьи сообщил об интересном наблюдении. Он добавлял к дышащим суспензиям измельченной грудной мыщцы голубя оксалоацетат или малат и обнаружил, что потребление кислорода при этом усиливается. При измерении количества потребляемого кислорода было выявлено одно удивительное обстоятельство количество потребленного кислорода в 7 раз превышало то, какое требовалось для полного окисления добавленного оксалоацетата или малата до двуокиси углерода и воды. [c.505]

Итак, на каждую молекулу глюкозы, претерпевающую полное окисление до СО2 и Н2О в печени, почках или миокарде, т. е. там, где функционирует малат-аспартатная челночная система, образуется максимум 38 молекул АТР. (Если вместо малат-аспартатной системы действует глицеролфосфатная, то на каждую полностью окисленную молекулу глюкозы образуется 36 молекул АТР.) Теоретический выход свободной энергии при полном окислении глюкозы равен, таким образом, 38 7,3 686 100 = 40% в стандартных условиях (1,0 М). В интактных же клетках эффективность этого превращения, вероятно, превышает 70%, поскольку внутриклеточные концентрации глюкозы, О 2, Р(, ADP и АТР не одинаковы и значительно ниже 1,0 М, т. е. той концентрации, из которой принято исходить при расчетах стандартной свободной энергии (см. дополнение 14-2). [c.539]

Описанный выше биосинтетический путь используется для синтеза глюкозы не только из пирувата он может служить и для синтеза глюкозы из разных предшественников пирувата или фосфоенолпирувата (рис. 20-1). Главную роль играют среди них промежуточные продукты цикла лимонной кислоты цитрат, изоцитрат, а-кетоглутарат, сукцинат, фумарат и малат. Все они могут подвергаться окислению в цикле лимонной кислоты с образованием оксалоацетата, который затем под действием фосфо-енолпируват-карбоксиназы превращается в фосфоенолпируват, как показано на рис. 20-2. Однако в состав глюкозы может войти лишь по три углеродных атома от каждого из промежуточных продуктов цикла лимонной кислоты. [c.607]

Большинство природных соединений, состоящих из углерода, водорода, кислорода и (или) азота, поддается сбраживанию в анаэробных уело-ВИЯХ. Предпосылкой для этого является возможность частичного окисления субстрата в результате внутримолекулярного расщепления, сопровождающегося выделением энергии (экзергоническая реакция). Сбраживаются, например, полисахариды, гексозы, пентозы, тетрозы, многоатомные спирты, органические кислоты (в том числе сахарные кислоты, глюконат, малат, тартрат и т.д.), аминокислоты (за исключением ароматических, лишь условно поддающихся сбраживанию), пурины и пиримидины. [c.302]

Помимо этих двух новых реакций для осуществления цикла необходимо еще и одновременное участие трех ферментов цикла лимонной кислоты (см. гл. XIV) цитрат-конденсирующего фермента, аконитазы и малат-дегидрогеназы. Необходимо также наличие цепи переносчиков электронов для окисления восстановленного НАД молекулярным кислородом — этот процесс вместе с реакцией, катализируемой малат-синтазой, служит движущей силой цикла. В результате одного оборота цикла окисляются две молекулы ацетил-КоА и образуется одна молекула сукцината. Одновременно происходит удаление двух восстановительных эквивалентов. Образовавпхий-ся таким путем сукцинат может быть затем превращен в уг.девод в цепи реакций, показанных в правой части фиг. 89. Эта цепь включает две дополнительные реакции, катализируемые ферментами цикла лимонной кислоты — сукцинатдегидрогеназой и фумаразой кроме того, в ней также прини гает участие малатдегидрогеназа. Другие клеточные компоненты, метаболически связанные с промежуточными продуктами ЦЛК, могут образоваться в результате второй реакции конденсации ацетил-КоА с оксалоацетатом [c.302]

Исследования по окислению ряда органических соединений, в том числе некоторых MOHO-, ди- и трикарбоновых кислот, препаратами из тканей животных (грубо измельченные ткани, разного рода экстракты, гомогенаты и, наконец, разделенные и очищенные фракции) были начаты свыше пятидесяти лет назад Тунбергом, а также Вателли и Л. Штерн. Эти ученые обнаружили, что из многих опробованных субстратов лишь сукцинат, фумарат, малат и цитрат окислялись препаратами из мышцы лягушки со скоростью, достаточно большой для соединений, претендующих на роль промежуточных продуктов окисления жиров и углеводов. В 1936 г. Марциус и Кноп высказали предположение, что цитрат превращается в сукцинат указанным ниже путем (структуру промежуточных продуктов этой цепи реакций см. на фиг. 100) [c.348]

Окисление Ь-малата Ь-малатдегидрогеназой является зав реакцией цикла, в процессе которой вновь образуется исходное в оксалоацетат. Фермент использует НАД и обладает строгой ностью по отношению к малату в Ь-(К)-конфигурации и направ соединения водорода, которое происходит только с а (А)-сторон нового кольца. В клетках млекопитающих обнаружены две изофо] дегидрогеназы, одна из которых, вероятно, локализована в митс [c.357]

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]

Если листья толстянковых, после того как в них произошло максимальное накопление кислот, оставить в темноте, то их кислотность начинает падать в результате потребления яблочной кислоты с выделением СО2. Это выделение СО2 накладывается на дыхательный обмен, приводя к увеличению дыхательного коэффициента, так что иногда он начинает намного превышать величину 1,33 (это максимальная величина, ожидаемая для полного окисления малата до СО2 и воды). В некоторых, весьма немногочисленных опытах имеются указания на то, что в процессе темнового снижения кислотности происходит некоторое накопление углеводов эти данные служат подтверждением предположения, высказанного много лет назад Беннетом-Кларком согласно этому предположению, в тех случаях, когда наблюдаются очень высокие величины дыхательного коэффициента, происходит потребление части малата в анаболических реакциях. Однако, когда листья, содержащие меченый малат (фиксация С в темноте), подвергали воздействиям, способствующим уменьшению кислотности (к таким воздействиям относится, в частности, повышение температуры), в углеводах листьев обнаруживалось не больше нескольких процентов С . Таким образом, в настоящее время приходится признать [6], что предположение, согласно которому малат, образовавшийся в процессе ОКТ, превращается в темноте в углеводы в количестве, поддающемся учету, не имеет прямых доказательств если это и возможно, то лишь в исключительных обстоятельствах. [c.297]

Как уже обсуждалось в предыдущем разделе, растения, у которых протекает ОКТ, обладают выраженной способностью к фиксации СО2. Первым накапливающимся продуктом является малат однако возможно, что изолимонная и лимонная кислоты, накапливающиеся в заметных количествах в листьях таких растений при их развитии, образуются из малата посредством реакций цикла таким образом, в них находится часть углерода, включившегося в листья при темновой фиксации СО2. Такую фиксацию можно легко наблюдать у растений типа толстянковых, так как накопление малата у них происходит быстро и обратимо. В других органах, например в развивающихся листьях, побегах и плодах, кислоты накапливаются относительно медленно и для практических целей необратимо. В этих органах фиксацию СО2, если она происходит, приходится выявлять в таких условиях, когда количество фиксированной СО2 незначительно по сравнению с количеством СО2, выделяющейся в клеточных процессах окисления. Таким образом, в конечном счете можно было бы наблюдать некоторое, возможно, совсем незначительное, понижение величины дыхательного коэффициента по сравнению с той величиной, которую следовало бы ожидать для процессов окисления в органе. Имеются сообщения, что в нескольких случаях наблюдались низкие величины дыхательного коэффициента во время накопления кислот, причем на более ноздних стадиях, когда происходит суммарное расходование кислот, эти величины повышались [58]. Эти наблюдения [c.299]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология