Оксалоацетат карбоксилирование

Карбоксилирование пировиноградной к-ты с образованием щавелевоуксусной к-ты (оксалоацетата) [c.290]

Основу пропионовокислого брожения составляет превращение пирувата в оксалоацетат путем карбоксилирования с дальнейшим превращением через сукцинат и сукцинил-СоА в метилмалонил-СоА и пропио-нил-СоА. Эти реакции образуют последовательность, почти в точности [c.352]

Рис. 20-3. Карбоксилирование пирувата, приводящее к образованию оксалоацетата. Включившаяся в состав оксалоацетата Oj снова отщепляется в одной из последующих реакций (рис. 20-4).

Глюкоза как субстрат. Важнейшими и наиболее распространенными анаплеротическими реакциями, восполняющими расход промежуточных продуктов цикла трикарбоновых кислот у животных, растений и микроорганизмов, являются реакции карбоксилирования Сз-кислот (пирувата, фосфоенолпирувата), ведущие к образованию оксалоацетата [c.248]

Гетеротрофы не могут осуществлять полное построение вещества клетки за счет СО2, однако и у них возможна фиксация углекислоты. Это, например, известная реакция Вуда — Веркмана, когда ФЕП или пируват путем карбоксилирования достраивается до С4-кислоты (оксалоацетата). Карбоксилированию могут подвергаться также С2-КИСЛ0ТЫ в форме ацетил-КоА, Сз-соединения в форме ФЕП, пирувата, пропионил-КоА, С4-соединения в форме сукци-нил-КоА, 2-оксоглутарата и соединения с большим числом атомов углерода, например, в форме фенилацетата. Ниже приведены некоторые реакции гетеротрофной фиксации СО2 с указанием катализирующих их ферментов [c.217]

Одновременно Т.к.ц-метаболич. путь окисления до СО и HjO аминокислот, жирных к-т и углеводов, к-рые вступают в этот цикл на разл. его стадиях (схема 2). Кроме того, образующиеся ди- и трикарбоновые к-ты м.б. исходными субстратами в биосинтезе мн. соед. (схема 3). Так, оксалоацетат-субстрат в глюконеогенезе-, сукцинил-КоА-промежут. продукт в синтезе порфиринов, ацетил-КоА - в синтезе жирных к-т, стероидов, ацетилхолина. Образующийся в цикле СО2 используется в р-циях карбоксилирования в синтезе жирных к-т, орнитиновом цикле и др. Участие Т. к. ц. в биосинтезе и катаболизме мн. в-в обусловливает его важное место в обмене в-в. [c.634]

Метилмалонильный путь (рис. 9-6) начинается с биотин- и АТР-зависимого карбоксилирования пропионата. Образующийся при этом (5)-метилмалонил-СоА изомеризуется в (7 )-метилмалонил-СоА (читатель мог бы указать простой механизм этой реакции), после чего ме-тилмалонил-СоА превращается в сукцинил-СоА — на этой стадии роль кофермента играет витамин B12 (табл. 8-6). Сукцинил-СоА превращается в свободный сукцинат (образующийся при этом GTP компенсирует затраченный вначале АТР). Сукцинат путем р-окисления превращается в оксалоацетат, который декарбоксилируется в пируват (фактически удаляется двуокись углерода, присоединившаяся на начальной стадии). Пируват путем окислительного декарбоксилирования превращается в ацетил-СоА. Можно задать естественный вопрос зачем природе понадобилось столь усложнять путь, который мог бы быть намного более прямым Ответить на этот вопрос трудно, однако некоторые соображения по этому поводу все же имеются. [c.334]

Основной путь сопряжения процесса расщепления АТР и восстановления NADP+ в организме человека состоит в карбоксилировании с последующим декарбоксилированием. Один цикл, сопровождающий такого рода превращение, показан в уравнении (11-13). Первая стадия [стадия а, уравнение (11-13)] представляет собой АТР-зависимое карбоксилирование пирувата до оксалоацетата — реакцию, активно протекающую в митохондриях [уравнение (8-2)]. Получающийся при этом [c.471]

Мы видели, что ацетил-СоА может быть использован для синтеза жирных кислот с длинной цепью и что это достигается карбоксилированием до малонил-СоА. Малонильную группу мы можем рассматривать как -карбоксилированную ацетильную группу. В процессе синтеза Жирных кислот происходит отщепление карбоксильной группы, и в жирную кислоту в конечном счете включается только ацетильная группа. Аналогично пируват можно рассматривать как а-карбоксилированный ацетальдегид, а оксалоацетат — как а- и р-дикарбоксилированный ацетальдегид. В процессе биосинтетических реакций эти трех- и четырехуглеродные соединения очень часто подвергаются декарбоксилированию. Таким образом, оба эти типа соединений можно рассматривать как активированные ацетальдегидные единицы . Фосфофенолпируват представляет собой а-карбоксилированную фосфофенольную форму ацетальдегида перед включением двухуглеродной единицы в конечный продукт он подвергается декарбоксилированию и дефосфорилированию. [c.487]

Третий пример взаимосвязи процессов метаболизма - общие конечные пути. Такими путями для распада всех биомолекул являются цикл лимонной кислоты (цикл Кребса) и дыхательная цепь. Эти процессы используются для координации метаболических реакций на различных уровнях. Так, цикл лимонной кислоты является источником СО2 для реакций карбоксилирования, с которых начинается биосинтез жирных кислот и глюкогенез, а также образование пуриновых и пиримидиновых оснований и мочевины. Взаимосвязь между углеводным и белковым обменом достигается через промежуточные метаболиты цикла Кребса а-кетоглутарат и глутамат, оксалоацетат и аспартат. Ацетил-КоА прямо участвует в биосинтезе жирных кислот и в других реакциях анаболизма, а в этих процессах связующими конечными путями выступают реакции энергетического обеспечения с использованием НАДН, НАДФН и АТФ. Важно подчеркнуть, что главным фактором для нормального обмена веществ и протекания нормальной жизнедеятельности является поддержание стационарного состояния. [c.120]

Химизм реакции обходного пути фосфорилирования пирувата приведен в табл. 20.1. Первая необратимая реакция глюконеогенеза катализируется мита-хондриальной пируваткарбоксилазой, которая содержит в качестве кофермента витамин Н (биотин). В митохондриях этот фермент катализирует АТФ-зави-симую реакцию карбоксилирования пирувата, в ходе которой образуется оксалоацетат. Для оксалоацетата внутренняя мембрана митохондрий непроницаема, и транспорт его в цитоплазму происходит с помощью малатного челночного механизма. Митохондриальная малатдегидрогеназа восстанавливает оксалоацетат до малата, который может выходить в цитоплазму. Затем уже цитоплазматическая малатдегидрогеназа окисляет малат до оксалоацетата для последующего участия в реакции, катализируемой фосфоеноилпируваткарбоксики- [c.273]

Как видно из схемы, приведенной на рис. 23.18, если в клетки печени поступает большое количество глюкозы, в результате пируватдегидрогеназной реакции она превращается в пируват, карбоксилирование которого приводит к образованию оксалоацетата. Увеличение концентрации последнего усиливает транспорт ацетил-КоА с помощью цитратного механизма из матрикса митохондрий в цитоплазму Цитоплазматический цитрат активирует ацетил-КоА- [c.355]

В процессе гликолиза молекула глюкозо-б-фосфата превращается в две молекулы пирувата (1), последний в анаэробных условиях восстанавливается до лактата (2). Третья важная реакция - окислительное декарбоксилирование пирувата, которое завершается образованием ацетил-КоА(С2-фрагмент), который затем вовлекается в цикл трикарбоновых кислот. Через реакцию транса минирования пируват связан с аминокислотами 4), а при окислении глицерола (метаболит липидов) образуются триозы (3-фосфоглицериновый альдегид или 3-фосфодиоксиацетон), которые далее вовлекаются в процесс гликолиза (5). Еще один путь метаболизма пирувата - его карбоксилирование и превращение в оксалоацетат (6). В дрожжах он способен метаболизировать также с образованием этилового спирта (7). Реакция карбоксилирования позволяет пирувату либо включится в процесс глюнонеогенеза, либо образующийся из него оксалоацетат участвует в пополнении пула промежуточных метаболитов цикла трикарбоновых кислот, если клетка испытывает недостаток АТФ. [c.456]

Специальные ферментативные реакции, обеспечивающие пополнение пула промежуточных продуктов цикла лимонной кислоты, носят название анаплероти-ческих ( пополняющих ) реакций. Наиболее важная реакция такого рода в животных тканях-это ферментативное карбоксилирование пирувата за счет Oj с образованием оксалоацетата (рис. 16-16) катализирует эту обратимую реакцию фермент пируваткарбоксилаза [c.496]

В этой реакции происходит расщепление фосфоенолпирувата - сверхвысокоэнергетического фосфорилированного соединения, образующегося в процессе гликолиза. Высвобождаемая энергия используется для карбоксилировання с образованием оксалоацетата, а ее остаток запасается в форме GTP. [c.497]

Глюконеогенез ЭТО образование нового сахара из неуглеводных предшественников, среди которых наибольшее значение имеют пируват, лактат, промежуточные продукты цикла лимонной кислоты и многие аминокислоты. Подобно всем прочим биосинтетическим путям, ферментативный путь глюконеогенеза не идентичен соответствующему катаболическому пути, регулируется независимо от него и требует расхода химической энергии в форме АТР. Синтез глюкозы из пирувата происходит у позвоночных главным образом в печени и отчасти в почках. На этом биосинтетическом пути используются семь ферментов, участвующих в гликолизе они функционируют обратимо и присутствуют в большом избытке. Однако на гликолитическом пути, т. е. на пути вниз , имеются также три необратимые стадии, которые не могут использоваться в глюконеогенезе. В этих пунктах глюконеогенез идет в обход гликолитического пути, за счет других реакций, катализируемых другими ферментами. Первый обходный путь-это превращение пирувата в фосфоенолпируват через оксалоацетат второй-это дефосфорилирование фруктозо-1,6-дифосфата, катализируемое фруктозодифосфатазой, и, наконец, третий обходный путь-это дефосфорилирование глюкозо-6-фосфата, катализируемое глюкозо-6-фосфатазой. На каждую молекулу D-глюкозы, образующуюся из пирувата, расходуются концевые фосфатные группы четырех молекул АТР и двух молекул GTP. Регулируется глюконеогенез через две главные стадии 1) карбоксилирование пирувата, катализируемое пируваткарбоксилазой, которая активируется аллостерическим эффектором ацетил-СоА, и 2) дефосфорилирование фруктозо-1,6-дифосфата, катализируемое фруктозодифосфатазой, которая ингибируется АМР и активируется цитратом. По три атома углерода от каждо- [c.617]

Цикл трикарбоновых кислот не только выполняет функцию конечного окисления органических веществ, но и обеспечивает процессы биосинтеза различными предшественниками, такими как 2-оксоглутарат, оксалоацетат и сукцинат. Отсутствие этих кислот привело бы к нехватке оксалоацетата, который служит акцептором для ацетил-СоА, и тем самым к нарушению цикла. Восполнение потерь промежуточных продуктов цикла трикарбоновых кислот-функция так называемых анапле-ротических реакций. Важнейший механизм обеспечения цикла С4-дикарбоновыми кислотами состоит в карбоксилировании пирувата и фосфоенолпирувата (С3 + С - С ). Эти реакции будут подробнее рассмотрены позже (разд. 7.5). [c.234]

Этот синтез, ведущий от пирувата через оксалоацетат к фосфоенол-пирувату, требует двух высокоэнергетических фосфатов одного для карбоксилирования пирувата, а другого-для образования фосфоенолпирувата из оксалоацетата. [c.249]

Сукцинат является продуктом фумаратного дыхания , при котором происходит фосфорилирование, сопряженное с транспортом электронов (разд. 9.6). Сначала в результате карбоксилирования фосфоенолпирувата образуется оксалоацетат, который затем через малат превращается в фумарат. Фумарат при участии мембраносвязанной фумаратредук-тазы восстанавливается до сукцината, который вьщеляется в окружающую среду. Выделение значительных количеств сукцината (табл. 8.6), синтез которого включает фиксацию Oj, позволяет объяснить то, что Es heri hia all может покрывать за счет Oj до 20% своей потребности в углероде. [c.288]

Для непрерывного окисления ацетил-КоА в цикле лимонной кислоты (ЦЛК) необходимо постоянное присутствие оксалоащ тата. Это обычно обеспечивается циклической природой самого процесса однако из сказанного следует также, что если компоненты цикла — все или только некоторые из них — расходуются на синтетические процессы (биосинтез аминокислот, пуринов, пиримидинов, пентозных предшественников нуклеиновых кислот и коферментов, порфиринов и т. д.), то должны существовать какие-то способы для возмещения расхода. У животных эти анаплеротические цепи реакций обеспечиваются реакциями карбоксилирования, посредством которых происходят взаимопревращения пирувата и дикарбоновых кислот цикла. Еще один процесс, в котором используется предварительное карбоксилиро-вапие,— это превращение пировиноградной кислоты в пропионовую кислоту при брожении у пропионовокислых бактерий. Этот процесс служит как бы обходным путем для того, чтобы преодолеть препятствие в виде пируватки-пазной реакции на пути синтеза углеводов. В конечном итоге оксалоацетат легко декарбоксилируется ферментативным и неферментативным путем. В превращении Сд С1 = С4 участвуют главным образом следующие реакции [c.298]

Реакция (XI.36) катализируется Л ГФ-заеысмжой пируваткарбоксилазой — ферментом, локализованным в митохондриях. Этот фермент проявляет большое сродство к НСО карбоксилирование биотина, связанного с ферментом, аллостерически активируется под действием ацетил-КоА, вследствие чего равновесие реакции сдвинуто в сторону образования оксалоацетата. В силу этого пируваткарбоксилаза представляется весьма вероятным кандидатом на роль важнейшего катализатора в синтезе дикарбоновых кислот (и углеводов). Фермент наиболее активен в условиях, когда организм нуждается в максимальной окислительной активности и в производстве энергии. [c.299]

Биосинтез. липидов обсуждается в гл. XVI. Здесь нам хотелось бы остановиться только на следующих моментах. Ключевой промежуточный продукт всех этих реакций — ацетил-КоА (см. фиг. 102) — может синтезироваться, в сущности, лигпь двумя путями (см. фиг. 101) в реакции тиолитиче-ского расщепления ацетоацетил-КоА (образованного при окислении жирных кислот или определенных аминокислот) и в реакции окислительного декарбоксилирования пирувата. Оба процесса локализованы в митохондриях или их аналогах. В то же время биосинтез жирных кислот начинается с обязательной стадии карбоксилирования ацетил-КоА с образованием мало-пил-КоА, а эта реакция, так же как и все последующие стадии, катализируется, по-видимому, впемитохондриальным комплексом ферментов. Как это согласовать Диффундирует ли ацетил-КоА из митохондрий сам ио себе или же для его переноса необходим более сложный процесс, требующий энергии извне Недавние исследования показали, что, вероятно, справедливо второе предположение ацетил-КоА внутри частицы сначала превращается в цитрат путем конденсации с оксалоацетатом затем образованный таким путем цитрат выходит в цитоплазму, где снова расщепляется на ОА и ацетил-КоА под действием цитрат-лиазы, использующей АТФ (уравнение XIV. 1а). Количество этого фермента в сильной степени зависит от генетических факторов и от условий окрул ающей среды, например от питания кроме того, на него могут сильно влиять такие патологические состояния, как диабет или ожирение. Процесс синтеза жирных кислот в отличие от синтеза углеводов нуждается лишь в каталитических количествах ОА (или пирувата - - СО2) таким образом, четырехуглеродные дикарбоновые кислоты для него не нужны. [c.363]

При темновой фиксации С Ог листьями Kalan hoe или листьями других растений, у которых возможен ОКТ, независимо от того, составляет ли длительность периода фиксации несколько секунд или несколько часов, радиоактивная метка, по-видимому, всегда распределяется в образовавшейся яблочной кислоте одинаково две трети метки оказываются в -СООН-группе (атом С-4) и одна треть — в а-СООН-группе [7]. Постоянство этого распределения, даже в совершенно различных условиях, приводит к выводу, что оно осуществляется при самом синтезе. Отсюда следует, что малат, накапливающийся в листьях толстянковых в темноте, синтезируется при участии двух последовательных реакций фиксации СО2. Эти соображения привели к существующей ныне гипотезе, согласно которой ФЕП, который при карбоксилировании дает оксалоацетат, являющийся непосредственным предшественником малата, сам образуется из 3-фосфоглицериновой кислоты (3-ФГК), возникающей при карбоксилировании в темноте рибулозодифосфата (РДФ). При экспозиции листьев Kalan hoe в течение нескольких секунд в атмосфере с С Ог в темноте в них была найдена меченая 3-ФГК однако постулат, согласно которому ФГК должна получать метку раньше, чем а-СООН-группа малата, еще не получил полного подтверждения. [c.297]

Хотя метаболические пути, идущие от ФЕП к сукцинату, еще не вполне ясны, уже получены веские доводы в пользу того, что при переходе от аэробного обмена к анаэробному активность пируваткиназы снижается, тогда как карбоксилирование ФЕП с образованием оксалоацетата усиливается. Последнюю реакцию катализирует фосфоенолпируваткарбоксикиназа, а образующийся оксалоацетат превращается затем в сукцинат. [c.61]

Ключевые реакции цикла — расщепление изоцитрата до сукцината и глиоксилата, катализируемое изоцитрат-лиазой, и образование малата из глиоксилата и ацетил-КоА под действием малатсинтетазы. Продукты, синтезируемые в результате функционирования глиоксилатного цикла, с одной стороны, служат строительным материалом для синтеза клеточных компонентов (глюконеоге-нез, синтез аминокислот), с другой стороны, обеспечив а-ют непрерывность работы цитратсинтетазиой реакции (поставка оксалоацетата для конденсации с ацетил-КоА в цитрат). При росте иа глюкозе глиоксилатный цикл существенного значения не имеет, что, по-видимому, связано с достаточным поступлением оксалоацетата в ЦТК другим путем (карбоксилирование фосфоенолпирувата и пирувата). [c.241]

Анаплеротнческие реакции — ферментативные реакции, пополняющие запас промежуточных продуктов цикла трикарбоновых кислот, их еще называют возмещающими. Наиболее важная реакция такого рода — ферментативное карбокси-лирование пирувата с образованием оксалоацетата, катализируемая пируваткарбок-силазой. Когда цикл трикарбоновых кислот функционирует в условиях недостатка оксалоацетата или других промежуточных продуктов, реакция карбоксилирования пирувата стимулируется, в результате чего запас оксалоацетата растет. При избытке оксалоацетата может происходить декарбоксилирование с образованием пирувата [c.96]

Считают, что этот цикл может действовать в двух вариантах. В первом имеют место четыре реакции карбоксилирования ацетил-КоА, фос-фоенолпирувата, сукцинил-КоА и а-кетоглутарата с образованием соответственно пирувата, оксалоацетата, а-кетоглутарата и изоцитрата. Во втором (укороченном) варианте происходят две реакции карбоксилирования. Таким образом, в результате одного оборота полного цикла из четырех молекул СОг синтезируется молекула С4-КИСЛ0ТЫ (оксалоацетат), а при укороченном варианте Са-совдинение (ацетат), тогда как один оборот цикла Кальвина обеспечивает ассимиляцию только одной молекулы СОг. Нетрудно заметить, что укороченный цикл Арнона представляет собой обращенный ЦТК, идущий с затратой энергии. На возможность такого обращения указывал более десяти лет назад ван Ниль (van Niel, 1962), когда никаких экспериментальных данных в этом отношении не было. [c.48]

Как сейчас известно, такая реакция катализируется пируват-синта-зой (см. таблицу) и ведет к образованию из ацетил-КоА и СО2 пирувата. В аспартате углерод из бикарбоната находился в С, и С4, из карбоксила ацетата — в Сг, а из метильной группы—в Сз. Такое распределение возможно при образовании оксалоацетата из ранее синтезированного пир вата путем карбоксилирования (Elirensvard, Gatenbe li, 1965). [c.61]

Смотреть страницы где упоминается термин Оксалоацетат карбоксилирование: [c.353] [c.483] [c.516] [c.415] [c.549] [c.445] [c.283] [c.284] [c.496] [c.503] [c.333] [c.238] [c.242] [c.442] [c.207] [c.296] [c.304] [c.109] [c.471] [c.51] [c.61] [c.62]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология