Головна » Статті » Біохімія » Обмін речовин

Механізм окислювального декарбоксилування пірувату. Роль В1 – вітамінної недостатності в порушенні катаболізму пірувату.
Окислювальне декарбоксилювання пірувату каталізується піруватдегідрогеназним комплексом — мультиферментною системою, яка в клітинах еукаріотів міститься в мембранах мітохондрій, а у прокаріотів — у цитоплазмі. До складу цього комплексу входять три ферменти, що каталізують три послідовні стадії перетворення пірувату на ацетил-КоА:
•    піруватдегідрогеназу [КФ 1.2.4.1];
•    дигідроліпоїлацетилтрансферазу [КФ 2.3.1.12];
•    дигідроліпоїлдегідрогеназу [КФ 1.8.1.4]

і п'ять коферментів і простетичних груп:
•    тіаміндифосфат (ТДФ, або ТПФ);
•    ліпоєву кислоту(ЛК);
•    КоА;
•    ФАД;
•    НАД+

У результаті цього процесу утворюється ацетилкоензим А — основний субстрат окислення в циклі трикарбонових кислот — та відновлена форма НАД+.

Сумарне рівняння окислювального декарбоксилювання пірувату:
CH-CO-COOH + НАД+ + КоА-SH -> CH-CO-КоА + НАДН + Н+ + С02

Ферментативні стадії утворення ацетил-КоА з пірувату:

Стадія I (декарбоксилювання)— каталізується піруватдегідрогеназою (Е1), коферментом якої є ТДФ. На цій стадії відбувається взаємодія пірувату з С-2 тіазольного кільця молекули тіаміну; в результаті реакції утворюється зв’язаний із ферментом гідроксиетильний похідний тіаміндифосфату:


Стадія II— каталізується центральним ферментом комплексу дигідроліпоїлацетилтрансферазою (E2), яка переносить гідроксиетильну групу від ТДФ(Е1) на простетичну групу ферменту E2, що є окисленою формою ліпоєвої кислоти (ЛК); в результаті реакції утворюється ацетилтіоефір відновлених ліпоїльних груп ферменту E2, що містить макроергічний зв’язок:


Стадія ІІІ— дигідроліпоїлацетилтрансфераза переносить ацетильну групу від відновленої ліпоєвої кислоти на коензим А:


Стадія IV — окислення відновленої форми ферменту Е2 ФАД-залежною дигідроліпоїлдегідрогеназою (E3):


Стадія V — перенесення атомів водню від відновленої ФАД-групи дигідроліпоїлдегідрогенази на НАД+ з утворенням НАДН:


Відновлений НАДН, що утворюється в результаті окислювального декарбоксилювання пірувату, в аеробних умовах окислюється в мітохондріальному електронотранспортному ланцюзі з генерацією шести (2x3) молекул АТФ.

Біологічна роль окиснювального декарбоксилювання пірувату полягає:
1) в катаболізмі пірувату до одного з кінцевих продуктів - С02 (виводиться з організму або використовується для синтезу),
2) в утворенні макроергічної сполуки - ацетил-Ко А (піддається подальшому окисненню в циклі трикарбонових кислот або використовується в реакціях анаболізму);
3) в синтезі відновленого еквіваленту - НАДН, який окиснюється в дихальному ланцюгу мітохондрій.

Реакції окиснювального декарбоксилювання пірувату регулюються в організмі на рівні піруватдегідрогенази:
1) алостерично (надлишок продуктів реакції ацетил-КоА НАДН інгібує фермент, а проміжний продукт гліколізу фруктозо-1,6-дифосфат, НАД+, КоА - є активаторами піруватдегідрогенази);
2) шляхом хімічної модифікації - фосфорилування. Фосфорильована форма піруватдегідрогенази є неактивною, а дефосфорильована — активна. Тому інсулін підвищує активність комплексу, а глюкагон, адреналін (діють за аденілатциклазним каскадом) гальмують активність ферменту.

Окислювальне декарбоксилювання пірувату – єдиний шлях його катаболізму, тому недостатність вітамінів (у перше чергу вітаміну В1) призводить до порушення процесу, зниження утворення АТФ і проявляється порушенням діяльності ЦНС.

Піруватдегідрогеназна недостатність в організмі призводить до підвищення концентрації лактату, пірувату, аланіну, що супроводжується ацидозом.

Рання діагностика – визначення активності ферментів у фібробластах шкіри.

Категорія: Обмін речовин | Додав: Lolim (12.10.2013)
Переглядів: 10525 | Теги: біохімія, піруват, окиснювальне фосфорилювання піруват, обмін речовин | Рейтинг: 4.0/2
Всього коментарів: 0
Имя *:
Email:
Усі смайли
Подписка:1
Код *: