Ацетильные группы, окисление в цикле

Рис. 2-23. Цикл лимонной кислоты, В митохондриях и клетках аэробных бактерий ацетогруппы, образованные из пирувата, подвергаются дальнейшему окислению Атом углерода ацетильной группы превращается в СОз, водородные же атомы переносятся к молекулам-переносчикам NAD и FAD Дополнительные атомы кислорода и водорода включаются в цикл в виде молекул воды на стадиях, отмеченных звездочками ( )

Цикл лимонной кислоты (цикл Кребса, цикл трикарбоновых кислот) представляет собой серию реакций, протекающих в митохондриях, в ходе которых осуществляются катаболизм ацетильных групп и высвобождение водородных эквивалентов при окислении последних поставляется свободная энергия топливных ресурсов тканей. Ацетильные группы находятся в составе ацетил-СоА (СН, — — СО 5 — СоА, активного ацетата), тиоэфира кофермента А. В состав СоА входит витамин пантотеновая кислота. [c.172]

Для обеспечения клеток максимальным количеством энергии необходимо, чтобы отщепляемые от жирных кислот ацетильные остатки, содержащие два атома углерода, были полностью окислены до двуокиси углерода. Химическое окисление ацетильной группы осуществляется нелегко, и, вероятно, поэтому природа изобрела элегантный каталитический цикл, называемый циклом трикарбоновых кислот (а также циклом лимонной кислоты, или циклом Кребса). На рис. 7-1 этот цикл изображен в правом нижнем углу. Содержащая четыре атома углерода щавелевоуксусная кислота (оксалоацетат) конденсируется с ацетильной группой молекулы ацетил-СоА с образованием лимонной кислоты, молекула которой построена из шести атомов углерода. Затем в ходе дальнейших реакций цикла происходит удаление двух атомов углерода [c.84]

Процесс дыхания включает три стадии [3, 7, 9] 1) окислительное образование ацетил-КоА из пировиноградной кислоты, жирных кислот и аминокислот на второй стадии катаболизма углеводов, липидов, белков (см. стр. 392), 2) распад ацетильных групп в цикле трикарбоновых кислот с образованием СОг и атомов водорода (см. стр.399),3) перенос электронов (соответствующих этим атомам водорода) по дыхательной цепи к конечному акцептору электронов — молекулярному кислороду, сопровождающийся большим уменьшением свободной энергии, значительная часть которой запасается в форме АТФ за счет сопряженного с окислением фосфорилирования АДФ. [c.422]

Восстановительные эквиваленты, поставляемые в дыхательную цепь при р-окислении жирных кислот и окислении ацетильных групп в цикле Кребса, переносятся к Ог, что сопряжено с образо- [c.184]

В этой главе мы рассмотрим открытый Кребсом цикл лимонной кислоты, называемый также циклом трикарбоновых кислот. Это общий конечный путь для окисления ацетильных групп, в которые превращается в процессе катаболизма большая часть органических молекул, играющих роль клеточного топлива-углеводов, жирных кислот и аминокислот. [c.478]

Для эффективного окисления ацетильных групп существует другое, весьма распространенное в природе решение каталитический цикл. Хотя прямой распад невозможен, зато вполне возможна альдольная конденсация двухуглеродной ацетильной группы ацетил-СоА с другим карбонильным соединением. Продукт конденсации содержит уже больше двух атомов углерода, так что становится возможно р-расщепление с освобождением СО2. Поскольку цикл служит для окисления ацетильных групп, мы будем рассматривать ацетил-СоА как его первичный субстрат. Второе карбонильное соединение, участвующее в конденсации, может быть названо регенерирующимся субстратом. Чтобы завершить каталитический цикл, требуется отщепить два углерода от соединения, образовавшегося в результате конденсации обоих субстратов, и перевести оставшуюся часть молекулы в исходную форму регенерирующегося субстрата. Быть может, читателю будет интересно попробовать самому поискать такую циклическую последовательность реак- [c.317]

ЦИЙ окисления ацетильных групп, в которой был бы использован возможно более простой регенерирующийся субстрат. Спросим себя, однако, могла ли природа найти для этой цели что-либо проще, чем оксалоацетат — соединение, которое действительно используется в цикле трикарбоновых кислот. [c.318]

Он первым постулировал значение данного цикла для полного сгорания пирувата, главным источником которого является гликолитическое превращение углеводов. В дальнейшем было показано, что цикл трикарбоновых кислот является тем центром, в котором сходятся практически все метаболические пути. Таким образом, цикл Кребса—общий конечный путь окисления ацетильных групп (в виде ацетил-КоА), в которые превращается в процессе катаболизма большая часть органических молекул, играющих роль клеточного топлива углеводов, жирных кислот и аминокислот. [c.345]

Ацетил-СоА, образующийся при окислении жирных кислот, ничем не отличается от того ацетил-СоА, который образуется из пирувата. Его ацетильная группа окисляется в конечном счете до СО2 и Н2О по тому же пути, т.е. через цикл лимонной кислоты (рис. 16-1), Приведенное ниже уравнение выражает баланс второй стадии окисления жирных кислот (рис. 18-5) для случая окисления восьми молекул ацетил-СоА, образовавшихся из пальмитоил-СоА, и сопряженного с ним окислительного фосфорилирования [c.559]

Циклический путь. Именно таким путем происходит окисление ацетильных групп до СО и НзО в цикле лимонной кислоты [c.379]

СО2. На образование цитрата в каждом обороте цикла расходуется одна молекула оксалоацетата, однако в результате ряда реакций этот оксалоацетат регенерирует. Таким образом, в цикле лимонной кислоты оксалоацетат не расходуется. Теоретически одной молекулы оксалоацетата может оказаться достаточно для окисления любого числа ацетильных групп. [c.483]

Это законный вопрос, поскольку подобный цикл-с окислением двухуглеродных ацетильных групп до СО 2 через шестиуглеродную лимонную кислоту -может показаться излишне сложным и, следовательно, противоречащим принципу максимальной экономии, заложенному в биохимическую логику живой клетки. [c.483]

Когда в качестве дыхательного субстрата используются липиды, они сначала гидролизуются до глицерола и жирных кислот, после чего от молекулы жирной кислоты последовательно отщепляются двууглеродные фрагменты, так что на каждом этапе эта длинная молекула укорачивается на два атома углерода. Двууглеродная ацетильная группа соединяется с коферментом А и образовавшийся ацетил-КоА вступает, как обьгано, в цикл Кребса. Из каждой молекулы жирной кислоты извлекается большое количество энергии при окислении стеариновой кислоты, например, выход АТФ составляет 147 молекул. Неудивительно поэтому, что жирные кислоты — важный источник энергии. Около половины обьганых энергетических затрат сердечной мышцы, скелетных мышц (в покое), почек и печени покрывается именно за счет окисления жирных кислот. [c.350]

Цикл Кребса является тем главным центром, в котором сходятся многие метаболические пути. Это конечный путь окисления ацетильных групп (в виде ацетил-КоА), в которые в процессе катаболизма превращается большинство органических молекул, играющих роль клеточного топлива . [c.331]

АТФ образуется при окислении молекул, используемых как источники энергии, таких, как глюкоза, жирные кислоты, аминокислоты. Общий промежуточный продукт многих окислительных реакций является ацетил-СоА. Ацетильная группа окисляется до СО2 в цикле трикарбоновых кислот с одновременным образованием НАДН и ФАДН2. Эти переносчики отдают свои высокоэнергетические электроны в дыхательную цепь. Электроны проходят по ней до [c.439]

Важно отметить, что животные неспособны превращать жирные кислоты в глюкозу. Ацетил-СоА не может превратиться в организме животных в пируват или оксалоацетат. Два углеродных атома ацетильной группы ацетил-СоА включаются в цикл трикарбоновых кислот, но два атома углерода покидают этот цикл в ходе реакций декарбоксилирования, катализируемых изоцитрат-дегидрогеназой и а-оксоглутарат-дегидрогеназой. Следовательно, оксалоацетат регенерируется, но не образуется заново при окислении ацетильного компонента ацетил-СоА в цикле трикарбоновых кислот. В отличие от животных растения обладают двумя дополнительными ферментами, обусловливающими их способность к превращению углеродных атомов ацетил-СоА в глюкозу (см. задачу 6 на стр. 159). [c.148]

Окисление ацетильной группы в цикле лимонной кислоты ведет к образованию молекул КАВН и РАВНг для дыхательной пени [5] [c.13]

Аэробное окисление. Превращение ацетильной группы ацетилкофермента А в диоксид углерода и воду в результате сложного процесса, сутественвой частью которого является цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса). Это окисление называется аэробным, так как кислород в конечном итоге восстанавливается до воды (см. рис. 20-4). [c.194]

Ферментативная реакция окислительного декарбоксилирования пировиноградной кислоты, осуществляемая пируватдегидрогеназой (КФ 1.2.4.1), является более сложной, хотя и более важной, чем реакция прямого декарбоксилирования. Она связана с использованием ферментов, содержащих липоевую кислоту и специализированный субстрат переноса ацильных групп — коэнзим А. Однако функции ОРТ в обоих реакциях, по-видимому, одинаковы — это образование активного ацетальдегида I, который затем при реакции с липоевой кислотой, входящей в состав другой глобулы белка, отдает ацетильный остаток липоевой кислоте, последняя затем передает его коэнзиму А. Ацетильный остаток в составе ацетил-СоА участвует в реакциях цикла Кребса, окисляясь до СО2 и Н2О, и таким образом окисление пировиноградной кислоты оказывается связанным с синтезом АТР. Первые три этапа этой последовательности ферментативных реакций выглядят так [c.244]

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]

Окисление метиленовых и метильных групп, связанных с ароматическим циклом. Нейсвендер, Мониз и Диксон [4] иашли, что метиленовая или метильная группа, связанная с ароматическим циклом, окисляется NaO l до карбоксильной при условии, что в кольце еще имеется ацетильная группа, которая одновременно также окисляется до карбоксильной. Например, /г-этилацетофенон окисляется в терефталевую кислоту. Это объясняется тем, что в щелочной среде кетон (1) образует резонансно стабилизированный аннон (2), который далее реагирует по следующей схеме [c.406]

ЦПЭ - цепь переноса электронов. Зигзагообразной линией обозначена сумма всех процессов, потребляющих энергию пирофосфатных связей в ГТФ или полученного с его помощью АТФ. В рамках обозначены молекулы АТФ, образующиеся в ЦПЭ при окислении NAD- H и 0QH2. Жирными стрелк21ми обозначена окис.пяемая в цикле ацетильная группа, образующиеся при ее сгор ии молекулы СО2 обведены кружком. Номера стрелок соответствуют стадиям в тексте [c.356]

Цикл трикарбоновых кислот следует рассматривать как универсальный механизм окисления ацетильной группы в аэробных условиях, поскольку практически он обнаружен во всех ввдах аэробнодьшхашд организмов в животных, растениях, микроорганизмах. [c.265]

В отсутствие щавелевоуксусной кислоты, которая соединяется с ацетил-КоА, окисление пировиноградной кислоты митохондриями крайне незначительно. Однако требуемый промежуточный продукт цикла Кребса можно заменить препаратом фосфотрансацетилазы [231, которая переносит ацетильную группу на неорганический фосфат и освобождает КоА, необходимый для дальнейшего образования ацетил-КоА. [c.193]

Теперь мы можем задать один важный вопрос. Почему, собственно, для окисления простой двухуглеродной ацетильной группы требуется столь сложный цикл с последовательным образованием шести-, пяти- и четырехуглеродных промежуточных продуктов Ответ на этот вопрос следует искать в некоторых закономерностях органической химии. Молекула уксусной кислоты при своих малых размерах и относительно простом строении отличается тем не менее одной особенностью, которая состоит в том, что ее метильная группа весьма устойчива к химическому окислению. Для прямого окисления ацетата до двух молекул СО2 необходимы очень жесткие условия, совершенно несопоставимые с теми, какие существуют в клетках. Живые клетки в процессе эволюции научились использовать хотя и обходный, но зато более легкий путь, для которого не требуется столь высокой свободной энергии активации. Клетки научились присоединять ацетат к другому соединению (оксалоа-цетату) и получать таким образом продукт (цитрат), который гораздо легче, чем сам ацетат, поддается дегидрированию и декарбоксилированию. И хотя некоторые метаболические реакции, в частности цикл Кребса, кажутся нам на первый взгляд гораздо более сложными, чем это необходимо, тем не менее пристальное изучение таких случаев с точки зрения принципов, заложенных в механизмах органических реакций, показы- [c.490]

Скорость гликолиза в нормальных условиях согласована со скоростью функционирования цикла лимонной кислоты в клетке до пирувата расщепляется ровно столько глюкозы, сколько необходимо для того, чтобы обеспечить цикл лимонной кислоты топливом , т. е. ацетильными группами ацетил-СоА. Ни пируват, ни лактат, ни ацетил-СоА обычно не накапливаются в аэробных клетках в больших количествах их концентрации поддерживаются на некоем постоянном уровне, соответствующем динамическому равновесию. Согласованность между скоростью гликолиза и скоростью функционирования цикла лимонной кислоты объясняется не только тем, что первый процесс ингибируется высокими концентрациями АТР и NADH, т.е. компонентами, общими для гликолитической и дыхательной стадий окисления глюкозы определенную роль в этой согласованности играет также и концентрация цитрата. Продукт первой стадии цикла лимонной кислоты-цитрат-является аллостерическим ингибитором фосфофруктокиназы, катализирующей в процессе гликолиза реакцию фосфорилирования фруктозо-6-фосфата (разд. 15.13 и рис. 15.15). [c.495]

Окисление ацетильной группы до ацетил-СоА в цикле лимонной кислоты ведет к образованию молекул NADH и FADH2 для дыхательной цепи 437 [c.514]

Смотреть страницы где упоминается термин Ацетильные группы, окисление в цикле: [c.187] [c.486] [c.516] [c.204] [c.150] [c.344] [c.478] [c.755] [c.161] [c.182] [c.347] [c.427] [c.234] [c.18] [c.50] [c.281] [c.286] [c.315] [c.406] [c.343]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология