Глюкоза_глюкозо_6_фосфат_фруктозо_6_фосфат

1 Стадия – фосфорилирование глюкозы и ее превращение в глицеральдегид-3-фосфат с использованием 2 молекул атф (1 — 5 реакции)

1 этап. Активирование глюкозы с образованием фруктозо-1,6-бифосфата.

2 этап. Дихотомический распад активированной гексозы (фруктозы-1,6-бифосфата) пополам с образованием 2 триоз.

2 Стадия – превращение глицеральдегид-3-фосфата в лактат и сопряженное образование 4х молекул атф (6 — 11 реакции).

3 этап. Окисление и фосфорилирование триоз, синтез 2 АТФ путем первого субстратного фосфорилирования

4 этап. Внутримолекулярное окисление фосфоглицерата (енолазная реакция), возникновение макроергической связи (фосфоенолпируват), синтез 2 АТФ путем второго субстратного фосфорилирования

5 этап. Восстановление пирувата в лактат

Общий выход АТФ в процессе гликолиза составляет 2 молекулы АТФ

Последовательность протекающих при гликолизе реакций

1 — гексокиназа; 6 – глицеральдегидфосфатдегидрогеназа;

2 — фосфоглюкоизомераза; 7 –фосфоглицераткиназа;

3 — фосфофруктокиназа; 8 – фосфоглицеромутаза;

5 — триозофосфатизомераза; 10 – пируваткиназа;

1 Стадия:

1. Фосфорилирование за счет АТФ:

Гексокиназная реакция сопровождается освобождением значительного количества свободной энергии системы и может считаться практически необратимым процессом. Наиболее важным свойствомгексокиназы является ее ингибирование глюкозо-6-фосфатом, т.е. последний служит одновременно и продуктомреакции, и аллостерическимингибитором. Фермент гексокиназа способен катализировать фосфорилирование не только D-глюкозы, но и других гексоз. В печени, кроме гексокиназы, существует фермент глюкокиназа, который катализирует фосфорилирование только D-глюкозы. В мышечной ткани этот фермент 2. Превращение глюкозо-6-фосфата во фруктозо-6-фосфат: Протекает легко в обоих направлениях, и для нее не требуется каких-либо кофакторов. 3.Фруктозо-6-фосфат фосфорилируется за счет второй молекулы АТФ: Реакция практически необратима, протекает в присутствии ионов магния и является наиболее медленно текущей реакцией гликолиза. Фактически этареакцияопределяет скоростьгликолизав целом. Фосфофруктокиназа относится к числу аллостерических ферментов. Она ингибируется АТФ и стимулируется АМФ. При значительных величинах отношения АТФ/АМФ активность фосфофруктокиназы угнетается и гликолиз замедляется. Напротив, при снижении этого коэффициента интенсивность гликолиза повышается. В неработающей мышце активность фосфофруктокиназы низкая, а концентрация АТФ относительно высокая. Во время работы мышцы происходит интенсивное потребление АТФ и активность фосфофруктокиназы повышается, что приводит к усилению процесса гликолиза. 4.Фруктозо-1,6-бисфосфат расщепляется на две фосфотриозы: Эта реакция обратима. В зависимости от температуры равновесие устанавливается на различном уровне. При повышении температуры реакция сдвигается в сторону большего образования триозофосфатов (дигидро-ксиацетонфосфата и глицеральдегид-3-фосфата).

1. Изомеризации триозофосфатов

Равновесие данной изомеразной реакции сдвинуто в сторону дигид-роксиацетонфосфата: 95% дигидроксиацетонфосфата и около 5% глице-ральдегид-3-фосфата. В последующие реакции гликолиза может непосредственно включаться только один из двух образующихся триозофосфатов, а именно глицеральдегид-3-фосфат. Вследствие этого по мере потребления в ходе дальнейших превращений альдегидной формы фосфотриозы ди-гидроксиацетонфосфат превращается в глицеральдегид-3-фосфат. 2 СТАДИЯ – наиболее сложная и важная. Она включает окислительно-восстановительную реакцию — реакциягликолитической оксидоредукции, сопряженную с субстратнымфосфорилированием, в процессе которого образуется АТФ.

1. Глицеральдегид-3-фосфат подвергается своеобразному окислению с образованием 1,3-бисфосфоглицериновой кислоты и восстановленной формы НАД (НАДН). Эта реакция блокируется йод- или бромацетатом, протекает в несколько этапов:

1,3-Бисфосфоглицерат представляет собой высокоэнергетическое соединение (макроэргическая связь условно обозначена знаком «тильда» ~). Механизм действия глицеральдегидфосфатдегидрогеназы сводится к следующему: в присутствии неорганического фосфата НАД + выступает как акцептор водорода, отщепляющегося от глицеральдегид-3-фосфата. В процессе образования НАДН глицеральдегид-3-фосфат связывается с молекулой фермента за счет SH-групп последнего. Образовавшаяся связь богата энергией, но она непрочная и расщепляется под влиянием неорганического фосфата, при этом образуется 1,3-бисфосфоглицериновая кислота.

1. Происходит передача богатого энергией фосфатного остатка (фосфатной группы в положении 1) на АДФ с образованием АТФ и 3-фосфогли-цериновой кислоты (3-фосфоглицерат)(первое субстратное фосфорилирование):

Таким образом, благодаря действию двух ферментов (глицеральде-гидфосфатдегидрогеназы и фосфоглицераткиназы) энергия, высвобождающаяся при окислении альдегидной группы глицеральдегид-3-фосфата до карбоксильной группы, запасается в форме энергии АТФ. В отличие от окислительного фосфорилирования образованиеАТФиз высокоэнергетических соединений называется субстратнымфосфорилированием. 8. Внутримолекулярным переносом оставшейся фосфатной группы 3-фосфоглицериновая кислота превращается в 2-фосфоглицериновую кислоту (2-фосфоглицерат) Реакция легкообратима, протекает в присутствии ионов Mg 2+ . Кофактором фермента является также 2,3-бисфосфоглицериновая кислота аналогично тому, как в фосфоглюкомутазной реакции роль кофактора выполняет глюкозо-1,6-бисфосфат. 9.Образование фосфоенолпировиноградной кислоту (фосфоенолпируват), а фосфатная связь в положении 2 становится высокоэргической:Енолаза активируется двухвалентными катионами Mg 2+ или Мn 2+ и ингибируется фторидом. 10. Разрыв высокоэргической связи и перенос фосфатного остатка от фосфоенолпирувата на АДФ (второе субстратноефосфорилирование) Для действия пируваткиназы необходимы ионы Mg 2+ , а также одновалентные катионы щелочных металлов (К + или др.). Внутри клетки реакция является практически необратимой. 11. Восстановление пировиноградной кислоты в молочную кислоту. Реакция протекает при участии фермента лактатдегидрогеназы и кофермента НАДН, образовавшегося в шестой реакции: Процесс циклического восстановления и окисления НАД + в реакциях анаэробного окисления глюкозы получил название гликолитическая оксидоредукция. Схема гликолитической оксидоредукции НАД + -НАДН В аэробных условиях гликолитической оксидоредукции не происходит, НАДН отдает свои атомы водорода на челночные системы для их передачи в дыхательную цепь митохондрий.

Источник