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. | |
Переглядів: 15738 | | |
Всього коментарів: 0 | |