Образование ацетилкофермента а

Содержание
  1. Цикл Кребса или как запомнить «золотое кольцо» биохимии
  2. 1) Ацетил-Коэнзим А
  3. 2) ЩУК – Оксалоацетат – Щавелево-Уксусная кислота
  4. Как же происходят реакции?
  5. 1. Конденсация Ацетил-Коэнзима А и Щавелево-Уксусной кислоты ➙ лимонная кислота
  6. 2. Лимонная кислота через цис-аконитовую переходит в изолимонную
  7. 3. Изолимонная дегидрируется с образованием а-кетоглутаровой и СО2
  8. 4. Альфа-кетоглутаровая кислота дегидрируется ➙ сукцинил-коэнзим А и СО2
  9. 5. Сукцинил-коэнзим А ➙ янтарная кислота
  10. 6. Янтарная кислота дегидрируется ➙ фумаровая
  11. 7. Фумаровая гидратируется ➙ яблочная
  12. 8. Яблочная кислота дегидрируется ➙ Щавелево-Уксусная – цикл замыкается
  13. Как запомнить этот цикл? Просто!
  14. Важность ацетилцистеина и глутатиона для иммунной и других систем организма
  15. Иммунитет и инфекции
  16. Здоровье дыхательной системы
  17. Здоровье печени
  18. Здоровье сердца
  19. Здоровье мозга
  20. Фертильность
  21. Контроль уровня сахара в крови
  22. Цикл Кребса простым языком
  23. Что такое цикл Кребса
  24. Как работает цикл Кребса?
  25. Стадии цикла Кребса
  26. Реакции цикла Кребса по стадиям
  27. Метаболизм ацетил-коэнзима а
  28. Пути образования кетоновых тел
  29. Биосинтез липидов

Цикл Кребса или как запомнить «золотое кольцо» биохимии

Образование ацетилкофермента а

Наш любимый цикл – ЦТК, или Цикл трикарбоновых кислот – жизнь на Земле и под Землей и в Земле… Стоп, а вообще это самый удивительный механизм – он универсален, является путем окисления продуктов распада углеводов, жиров, белков в клетках живых организмов, в результате получаем энергию для деятельности нашего тела.

Открыл этот процесс собственно Кребс Ганс, за что и получил Нобелевскую премию! Родился он в августе 25 – 1900 года в Германии город Хильдесхайм. Получил медицинское образование Гамбургского университета, продолжил биохимические исследования под руководством Отто Вaрбурга в Берлине.

В 1930 открыл вместе со студентом своим процесс обезвреживания аммиака в организме, который был у многих представителей живого мира, в том числе и человека. Этот цикл – цикл образования мочевины, который также известен под именем цикла Кребса №1.

Когда к власти пришел Гитлер, Ганс эмигрировал в Великобританию, где продолжает заниматься наукой в Кембриджском и Шеффилдском университетах. Развивая исследования биохимика из Венгрии Альберта Сент-Дьёрди, получает озарение и делает самый знаменитый цикл Кребса № 2, или по-другому “цикл Сент-Дьёрди – Кребса” – 1937.

Результаты исследований посылаются в журнал “Nature”, который отказывает в напечатании статьи. Тогда текст перелетает в журнал “Enzymologia” в Голландии. Кребс получает Нобелевскую премию в 1953 по физиологии и медицине.

Открытие было удивительным: в 1935 Сент-Дьёрди находит, что янтарная, оксалоуксусная, фумаровая и яблочная кислоты (все 4 кислоты – естественные химические компоненты клеток животных) усиливают процесс окисления в грудной мышце голубя. Которая была измельчена. Именно в ней процессы метаболические идут с наибольшей скоростью. Ф. Кнооп и К.

Мартиус в 1937 году находят, что лимонная кислота превращается в изолимонную через продукт промежуточный, цис – аконитовую кислоту. Кроме того изолимонная кислота могла превращаться в а-кетоглутаровую, а та – в янтарную.

Кребс заметил действие кислот на поглощение О2 грудной мышцей голубя и выявил из активирующее действие на окисление ПВК и образование Ацетил-Коэнзима А. Кроме того процессы в мышце угнетались малоновой кислотой, которая похожа на янтарную и могла конкурентно ингибировать ферменты, у которых субстрат – янтарная кислота.

Когда Кребс добавлял малоновую кислоту к среде реакции, то начиналось накопление а-кетоглутаровой, лимонной и янтарной кислот. Таким образом понятно, что действие совместное а-кетоглутаровой, лимонной кислот приводит к образованию янтарной. Ганс исследовал еще более 20 веществ, но они не влияли на окисление.

Сопоставив полученные данные, Кребс получил цикл. В самом начале исследователь не мог точно сказать начинается процесс с лимонно или изолимонной кислоты, поэтому назвал “цикл трикарбоновых кислот”. Сейчас мы знаем, что первой является лимонная кислота, поэтому правильно – цитратный цикл или цикл лимонной кислоты. У эукариот реакции ЦТК протекают в митохондриях, при этом все ферменты для катализа, кроме 1, содержатся в свободном состоянии в матриксе митохондрии, исключение – сукцинатдегидрогеназа – локализуется на внутренней мембране митохондрии, встраивается в липидный бислой. У прокариот реакции цикла протекают в цитоплазме.

1) Ацетил-Коэнзим А

– ацетильная группа – Acetyl group- коэнзим А – Coenzyme A:

2) ЩУК – Оксалоацетат – Щавелево-Уксусная кислота

как бы состоит из двух частей: щавелевая и уксусная кислота.

Как же происходят реакции?

В целом мы все привыкли к виду кольца, что и представлено снизу на картинке. Еще ниже все расписано по этапам:

1. Конденсация Ацетил-Коэнзима А и Щавелево-Уксусной кислоты ➙ лимонная кислота

Превращение Ацетил-Коэнзима А берут начало с конденсации со Щавелево-Уксусной кислотой, в результате образуется лимонная кислота. Реакция не требует расхода АТФ, так как энергия для этого процесса обеспечивается в результате гидролиза тиоэфирной связи с Ацетил-Коэнзимом А, которая является макроэргической:

2. Лимонная кислота через цис-аконитовую переходит в изолимонную

Происходит изомеризация лимонной кислоты в изолимонную. Фермент превращения – аконитаза – дегидратирует вначале лимонную кислоту с образованием цис-аконитовой кислоты, потом соединяет воду к двойной связи метаболита, образуя изолимонную кислоту:

3. Изолимонная дегидрируется с образованием а-кетоглутаровой и СО2

Изолимонная кислота окисляется специфической дегидрогеназой, кофермент которой – НАД. Одновременно с окислением идет декарбоксилирование изолимонной кислоты. В результате превращений образуется α-кетоглутаровая кислота.

4. Альфа-кетоглутаровая кислота дегидрируется ➙ сукцинил-коэнзим А и СО2

Следующая стадия – окислительное декарбоксилирование α-кетоглутаровой кислоты. Катализируется α-кетоглутаратдегидрогеназным комплексом, который аналогичен по механизму, структуре и действию пируватдегидрогеназному комплексу. В результате образуется сукцинил-КоА.

5. Сукцинил-коэнзим А ➙ янтарная кислота

Сукцинил-КоА гидролизуется до свободной янтарной кислоты, выделяющаяся энергия сохраняется путем образования гуанозинтрифосфата. Эта стадия – единственная в цикле, прикоторой прямо выделится энергия.

6. Янтарная кислота дегидрируется ➙ фумаровая

Дегидрирование янтарной кислоты ускоряется сукцинатдегидрогеназой, коферментом ее является ФАД.

7. Фумаровая гидратируется ➙ яблочная

Фумаровая кислота, которая образуется при дегидрировании янтарной кислоты, гидратируется и образуется яблочная.

8. Яблочная кислота дегидрируется ➙ Щавелево-Уксусная – цикл замыкается

Заключительный процесс – дегидрирование яблочной кислоты, катализируемое малатдегидрогеназой; Результат стадии – метаболит, с которого начинается цикл трикарбоновых кислот – Щавелево-Уксусная кислота. В 1 реакцию следующего цикла вступит другая м-ла Ацетил-Коэнзима А.

Как запомнить этот цикл? Просто!

1) Очень образное выражение:
Целый Ананас И Кусочек Суфле Сегодня Фактически Мой Обед, что соответствует— цитрат, цис-аконитат, изоцитрат, (альфа-)кетоглутарат, сукцинил-CoA, сукцинат, фумарат, малат, оксалоацетат.

2) Другое длинное стихотворение:

ЩУКа съела ацетат, получается цитрaт,Через цисaконитaт будет он изоцитрaт.Вoдoрoды отдaв НАД, oн теряет СО2,Этoму безмернo рaд aльфa-кетоглутaрaт.Окисление грядет — НАД похитил вoдoрoд,ТДФ, коэнзим А забирают СО2.А энергия едва в сукциниле пoявилась,Сразу АТФ рoдилась и oстался сукцинат.Вот дoбрался он дo ФАДа — вoдoрoды тому надo,Фумарат воды напился, и в малат oн превратился.Тут к малату НАД пришел, вoдoрoды приобрел,ЩУКа снoва oбъявилась и тихoнькo затаилась.

3) Оригинальное стихотворение – покороче:

ЩУКу АЦЕТИЛ ЛИМOНил,Нo нарЦИСсA КOНь боялся,Oн над ним ИЗOЛИМOННоAЛЬФA – КЕТOГЛУТAРался.CУКЦИНИЛся КOЭНЗИМом,ЯНТAРился ФУМАРOВo,ЯБЛОЧек припаc на зиму,

Обернулcя ЩУКой снова.

Источник: https://medforo.ru/articles/4/

Важность ацетилцистеина и глутатиона для иммунной и других систем организма

Образование ацетилкофермента а

Доктор Эрик Мадрид

В этой статье:

N-ацетил L-цистеин (NAC) — мощный антиоксидант , вырабатываемый из натуральной аминокислоты. Чаще всего он используется врачами против передозировки парацетамолом и его препаратами. Похоже, добавки с ацетилцистеином и/или его прекурсором глутатионом могут иметь и другие полезные свойства. Так, исследователи изучают влияние NAC на иммунитет. 

Попав в организм, стабильный ацетилцистеин преобразуется организмом в менее стабильный глутатион, состоящий из трех аминокислот: глицина, цистеина и глутаминовой кислоты. Глутатион естественным образом присутствует в тканях людей, животных, растений и грибов.

Он помогает защитить клетки от окислительных повреждений. Кроме того, глутатион помогает организму «перерабатывать» витамины E и C.

Исследования показывают корреляцию между высоким уровнем глутатиона в крови и снижением риска развития заболеваний, особенно у пожилых людей. 

Употребление богатых серой продуктов может помочь улучшить уровень глутатиона. Если этого недостаточно, можно принимать добавки. 

Богатые серой овощи и фрукты:

  • авокадо
  • брокколи
  • кочанная капуста
  • цветная капуста
  • чеснок
  • грейпфрут
  • листовая капуста
  • лук
  • помидоры

Богатые цистеином продукты типа курицы, индейки, йогурта, сыра, яиц, семян подсолнечника и бобовых также могут помочь повысить уровень глутатиона в крови. Ацетилцистеин — добавка, которую обычно употребляют для повышения уровня глутатиона. Иногда также принимают дополнительные добавки с глутатионом. 

Есть предположения, что ацетилцистеин и глутатион могут помочь организму следующим образом.

Иммунитет и инфекции

Здоровый иммунитет необходим для борьбы с опасными патогенами, с которыми мы сталкиваемся ежедневно: вирусами, бактериями, грибками. Здоровье иммунной системы зависит от врожденного и приобретенного иммунитета, а также от нашего образа жизни — физических нагрузок, сна, рациона и управления стрессом. 

Есть свидетельства того, что глутатион может быть важен для поддержания крепкого иммунитета. Исследования показывают, что вырабатываемый в печени глутатион необходим нашим белым кровяным телам (лимфоцитам), чтобы они были готовы противостоять инфекциям и болезням. 

Исследование 2011 года показало, что следующие болезни связаны с пониженным уровнем глутатиона в крови.

  • Острое повреждение легких / острая дыхательная недостаточность
  • Хронический бронхит
  • Хроническая обструктивная болезнь легких
  • Муковисцидоз
  • Идиопатический легочный фиброз
  • Различные бактериальные и вирусные инфекции 

Рацион, богатый серой и цистеином, может помочь повысить уровень глутатиона в организме. Если одной только пищи недостаточно для повышения уровня глутатиона, можно принимать добавки. 

Здоровье дыхательной системы

Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), при которой также развиваются эмфизема и хронический бронхит — распространенное заболевание дыхательной системы, обычно вызываемое курением. Рецептурные лекарства весьма эффективны для облегчения дыхания при воспалительных заболеваниях легких, но многие все же предпочитают более натуральный подход. 

Нередко рецептурные средства применяются в дополнение к добавкам типа ацетилцистеина — это одна из наиболее популярных добавок в таких случаях.  Ацетилцистеин можно принимать перорально, при этом специализированные аптеки могут приготовить раствор для использования в небулайзере.

По данным исследования 2012 года, ацетилцистеин может помочь размягчить излишнюю слизь, образующуюся в пораженных легких. Исследование 2013 года, опубликованное в Chest, также показывает позитивный эффект для легких при ХОБЛ.

В исследовании, опубликованном в 2016 году в Respiratory Medicine, сделан вывод: «Ацетилцистеин имеет хорошие антибактериальные свойства и способен мешать образованию биопленок, а также разрушать биопленки».

Однако авторы отмечают необходимость дальнейших исследований. 

В исследовании 2014 года анализируются свидетельства того, что ацетилцистеин может ослабить обострения ХОБЛ и улучшить функцию малых дыхательных путей.

По данным исследования 2016 года, опубликованного в Expert Review of Respiratory Medicine, доза ацетилцистеина свыше 1200 мг в день может помочь предотвратить резкие обострения ХОБЛ.

Это важно, так как подобные обострения при хронических заболеваниях легких зачастую требуют госпитализации. Далее исследователи предположили, что доза в 600 мг в день будет достаточной для стабилизации при хроническом бронхите. 

При этом в исследованиях 2015 и 2018 года не выявлена явная польза ацетилцистеина перорально или в виде ингаляций при заболеваниях легких. При этом не было отмечено никаких негативных эффектов, так что ацетилцистеин безопасен, если вы хотите попробовать его принимать. Мой совет — если вы заметите улучшение, продолжайте его прием. Если эффект отсутствует, просто прекратите. 

Здоровье печени

Печень — основной фильтр крови, удаляющий из нее потенциально опасные вещества (пестициды, алкоголь, лекарства и прочее). Ацетилцистеин помогает защищать печень от токсинов, например, от ацетаминофена (парацетамола), алкоголя, вредных химических веществ. Он также способствует достижению достаточного уровня межклеточного глутатиона, с помощью которого печень обезвреживает химикаты.

Если вы на постоянной основе принимаете ацетаминофен (тайленол, парацетамол) от хронической боли, то вам следует знать, что такое длительное употребление этих препаратов оказывает дополнительную нагрузку на печень и снижает уровень глутатиона. Я считаю, что для уменьшения стресса для печени можно рассмотреть прием добавок с ацетилцистеином.

Здоровье сердца

Заболевания сердца — главная причина смертности в США, Европе и Азии. К сожалению, уровень сердечных заболеваний продолжит расти по мере того, как все больше стран заменяют свой традиционный рацион западной кухней. Только в США заболевания сердечно-сосудистой системы являются причиной почти 1 миллиона преждевременных смертей. Болезни сердца приводят к инфарктам и повреждениям сердца. 

Диабет и повышенный уровень сахара в крови также могут негативно повлиять на сердце и привести к инфаркту. В исследовании 2016 года на крысах было показано, что вызванные сахаром повреждения тканей сердца можно минимизировать при приеме ацетилцистеина. Соответственно, NAC может защитить сердце при диабете. 

Судя по исследованию 2018 года на крысах, ацетилцистеин может уменьшить повреждения сердца из-за недостаточного притока кислорода к сердцу. Еще одно исследование того же года показывает пользу NAC в защите тканей сердца от инфаркта. 

В исследовании 2018 года на людях рассматривались пациенты с увеличенным сердцем, особенно при гипертрофической кардиомиопатии (ГКМ).

В двойном слепом рандомизированном плацебо-контролируемом и контролируемом по полу исследовании пациентам давали плацебо или NAC дозировкой 2400 мг в день. Исследование длилось 12 месяцев, 29 пациентов принимали ацетилцистеин, 13 пациентов принимали плацебо.

Исследовали отметили небольшое улучшение, однако не стали делать решительных выводов из-за небольшого количества участников. 

Исследование 2019 года показало, что NAC может помочь защитить крысиные сердца от побочных эффектов противораковой химиотерапии. Важно: если вы лечитесь от рака, крайне важно проконсультироваться с врачом перед началом приема любых добавок. 

Здоровье мозга

Заболевания нервной системы типа тревожного расстройства, депрессии и шизофрении — непростое испытание для пациентов, их семей и общества. Для поддержания хорошего состояния нервной системы и здоровья в целом крайне важны правильное питание и физическая нагрузка.

Кроме того, врачи часто выписывают лекарства для исправления химического дисбаланса. Эти лекарства часто оказывают желаемый эффект, однако многие не принимают их из-за боязни побочных эффектов. Часто ищут натуральные средства, и одним из наиболее популярных является ацетилцистеин.

Он может быть полезен.

Исследование 2018 года показало, что NAC может помочь в лечении биполярной депрессии, а результаты исследования 2016 года позволяют предположить, что NAC может быть полезен при шизофрении при приеме совместно с обычными лекарствами. 

В отдельном исследовании 2018 года также изучались больные шизофренией. Это было 12-недельное двойное слепое рандомизированное плацебо-контролируемое клиническое исследование.

Его целью было изучение эффективности 1200 мг N-ацетилцистеина (NAC) по сравнению с плацебо при приеме совместно с традиционными препаратами против шизофрении. В исследовании участвовали 84 пациента с хронической шизофренией.

У принимающих NAC было отмечено общее улучшение состояния по сравнению с принимающими плацебо. 

В исследовании 2017 года, опубликованном в Psychological Medicine, сделан следующий вывод: «NAC может влиять на когнитивную функцию при психозе. У группы, принимавшей NAC, отмечено значительное улучшение рабочей памяти по сравнению с группой плацебо».

Фертильность

Многие миллионы людей по всему миру испытывают проблемы с зачатием. Причины различны и затрагивают как женщин, так и мужчин. Похоже, NAC важен для способности зачать за счет своих антиоксидантных свойств. 

Распространенной причиной бесплодия является поликистоз яичников. К счастью, эта болезнь часто обусловлена питанием и образом жизни. Так что после необходимых изменений (включая похудение) успешная беременность вполне возможна. Однако иногда требуется прибегнуть к лекарствам.

Исследование 2017 года показало, что NAC в сочетании с кломифеном (распространненое лекарство против поликистоза яичников) может быть полезен для желающих забеременеть. Внимание: перед началом приема добавок всегда консультируйтесь с врачом. 

В исследовании 2020 года проводилось сравнение ацетилцистеина и метформина — еще одного средства, часто назначаемого при поликистозе яичников. Оказалось, NAC помог снизить не только вес, но и уровень холестерина. Исследователи пришли к выводу, что NAC можно рассматривать как замену метформину. Частота зачатий была одинаковой в обеих группах.

Исследование 2019 года показало некоторые перспективы для мужчин с пониженным качеством спермы. В исследовании повысились как количество сперматозоидов, так и их подвижность. Исследователи пришли к выводу, что «добавки с NAC могут улучшить качество спермы и антиоксидантный статус у бесплодных мужчин».

Контроль уровня сахара в крови

Более 422 миллионов человек во всем мире больны диабетом. У подавляющего большинства (90-95%) диабет 2-го типа, который в первую очередь вызван образом жизни (например, плохим питанием и недостаточной физической активностью). Начавшись, диабет 1-го типа уже необратим. Он развивается, когда иммунитет ошибочно атакует поджелудочную железу, из-за чего та не может вырабатывать инсулин. 

Исследование 2018 года, опубликованное в American Journal of Cardiovascular Drugs, показало более надежную защиту сердечной ткани у диабетиков при приеме добавок с NAC. В частности, исследователи отметили, что «ацетилцистеин демонстрирует высокий потенциал к защите сердца у больных диабетом при существующем риске инфаркта миокарда за счет подавления оксидативного стресса…».

Кроме того, в обзорной статье, опубликованной в 2019 году в Pharmacological Research, анализируются свидетельства того, что NAC может улучшить чувствительность к инсулину у лиц с инсулиновой резистентностью, предиабетиков и диабетиков. 

Несмотря на возможную пользу пищевых добавок, первоочередной мерой для контроля уровня сахара в крови является переход к более здоровому образу жизни. Ни в коем случае не прекращайте прием лекарств при диабете, не проконсультировавшись предварительно с врачом.

Источники:

  1. Julius M, Lang CA, Gleiberman L, Harburg E, DiFranceisco W, Schork A. Glutathione and morbidity in a community-based sample of elderly. J Clin Epidemiol. 1994;47(9):1021–1026. doi:10.1016/0895-4356(94)90117-1Dröge W, Breitkreutz R. Glutathione and immune function. Proc Nutr Soc. 2000;59(4):595–600. doi:10.1017/s0029665100000847
  2.  Ghezzi P. Role of glutathione in immunity and inflammation in the lung. Int J Gen Med. 2011;4:105–113. Published 2011 Jan 25. doi:10.2147/IJGM.S15618Sadowska AM. N-Acetylcysteine mucolysis in the management of chronic obstructive pulmonary disease. Ther Adv Respir Dis. 2012;6(3):127–135. doi:10.1177/1753465812437563
  3.  Tse HN, Raiteri L, Wong KY, et al. High-dose N-acetylcysteine in stable COPD: the 1-year, double-blind, randomized, placebo-controlled HIACE study. Chest. 2013;144(1):106–118. doi:10.1378/chest.12-2357
  4.  Santus P, Corsico A, Solidoro P, Braido F, Di Marco F, Scichilone N. Oxidative stress and respiratory system: pharmacological and clinical reappraisal of N-acetylcysteine. COPD. 2014;11(6):705–717. doi:10.3109/15412555.2014.898040
  5.  Matera MG, Calzetta L, Cazzola M. Oxidation pathway and exacerbations in COPD: the role of NAC. Expert Rev Respir Med. 2016;10(1):89–97. doi:10.1586/17476348.2016.1121105
  6.  Ayfer Aytemur Z, Baysak A, Ozdemir O, Köse T, Sayiner A. N-acetylcysteine in patients with COPD exacerbations associated with increased sputum. Wien Klin Wochenschr. 2015;127(7-8):256–261. doi:10.1007/s00508-014-0692-4
  7.  Kalyuzhin OV. Effect of N-acetylcysteine on mucosal immunity of respiratory tract. Ter Arkh. 2018;90(3):89–95. doi:10.26442/terarkh201890389-95
  8.  Fundam Clin Pharmacol. 2018 Nov 24. doi: 10.1111/fcp.12437. (NAC and Acetaminophen)
  9.  Fisher ES, Curry SC. Evaluation and treatment of acetaminophen toxicity. Adv Pharmacol. 2019;85:263–272. doi:10.1016/bs.apha.2018.12.004

Источник: https://ru.iherb.com/blog/why-nac-and-glutathione-are-important-for-immune-health-and-more/935

Цикл Кребса простым языком

Образование ацетилкофермента а

Представьте себе, что все белки, жиры и углеводы, которые мы получаем с приемом пищи, распадаются на маленькие пазлы, которые собираются вновь только в одном определенном участке нашего организма – митохондриях. Там же происходит сортировка и параллельное протекание реакций созидания и разрушения. Разберемся подробнее:

Что такое цикл Кребса

Цикл Кребса – это цепочка химических реакций, происходящих в митохондриях каждой клетки нашего тела, которая называется циклом потому, что продолжается непрерывно.

Она же является и общим конечным путем окисления ацетильных групп(в виде ацетил-КоА), в которые превращается в процессе распада большая часть органических молекул, играющих роль «клеточного топлива» или «субстратов окисления»: углеводов, жирных кислот и аминокислот.

Функции цикла Кребса:

  • анаболическая (синтез новых органических веществ);
  • энергетическая (питание организма)
  • катаболическая (превращение некоторых веществ в катализаторы)
  • транспортная (транспортировка водорода, участвующего в дыхании клеток).

Атомы водорода, высвобождающиеся в окислительно-восстановительных реакциях, доставляются в цепь переноса электронов при участии НАД-  и ФАД-  зависимых дегидрогеназ, в результате чего происходит образование 12 высокоэнергетических фосфатных связей: синтез 12 молекул аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) из аденозиндифосфорной кислоты (АДФ).

Как работает цикл Кребса?

В организме аминокислоты, жирные кислоты и пируват образуют ацетил-КоА.

Когда ацетил-КоА попадает в митохондриальный матрикс, он связывается с молекулой оксалацетата и превращается в лимонную кислоту (цитрат). Цитрат, в свою очередь, под действием фермента аконитазы превращается в цис-аконитат, оставляя молекулу воды.

В свою очередь цис-аконитат превращается в изоцитрат под действием фермента изоцитратдегидрогеназы. Изоцитрат превращается в альфа-кетоглутарат под действием изоцитратдегидрогеназы.

Альфа-кетоглутарат превращается в сукцинил-КоА альфа-кетоглутаратдегидрогеназой и добавлением ацетил-КоА. Он подвергается сукцинату под действием сукцинат-тиокиназы.

Сукцинатдегидрогеназа превращает его в фумарат. Фумарат превращается в L-малат через фумаразу.

L-малат под действием фермента малатдегидрогеназы восстанавливает оксалацетат, который может снова вступать в реакцию с молекулой ацетил-КоА и повторять цикл.

Результатом этого цикла является образование CO2 и водорода, а также воды. Ионы на выходе из процесса участвуют в ресинтезе АТФ, что помогает организму восстановить еще один источник энергии – трифосфат аденозина.

Стадии цикла Кребса

Окисление ацетильного остатка происходит в несколько стадий, образующих циклический процесс из 8 основных этапов:

Основные этапы цикла Кребса
I этапКонденсация ацетил-КоА и оксалоацетата с образованием цитрата.
Происходит реакция отщепление карбоксильной группы аминокислот, в процессе которой образуется ацетил-КоА*он выполняет функцию транспортировки углерода в различных обменных процессах.При соединении с молекулой щавелевой кислоты получается цитрат*фигурирует в буферных обменах.На данном этапе кофермент А полностью высвобождается, и получаем молекулу воды.Данная реакция необратима.
II этапПревращение цитрата в изоцитрат.
Дегидрирование (отщепление молекул воды) от цитрата, в результате которого получается цис-аконитат. И присоединяя молекулу воды, переходит в изолимонную кислоту (изоцитрат)
III этапПревращение изоцитрата в а-кетоглутарат.
Изолимонная кислота(изоцитрат) дегидрируется в присутствии НАД- зависимой изо-цитратдегидрогеназы.На выходе получаем альфа-кетоглутарат.*Альфа-кетоглутарат участвует в регуляции всасывания аминокислот, нормализует метаболизм и положительно влияет на антистрессорные процессы.Также образуется NADH (аллостерический фермент)
IV этапОкисление α-кетоглутарата до сукцинил-КоА
Окислительное декарбоксилирование а-кетоглутарата с образованием сукцинил-КоА – тиоэфира, содержащего высокоэнергетическую фосфатную связь.
V этапПревращение сукцинил-КоА в сукцинат.
Пятая реакция катализируется ферментом сукцинил-КоА-синтетазой. В ходе этой реакции сукцинил-КоА при участии ГТФ и неорганического фосфата превращается в янтарную кислоту (сукцинат). Так же происходит образование высокоэргической фосфатной связи ГТФ за счет тиоэфирной связи сукцинил-КоА.
VI этапДегидрогенирование сукцината. Образование фумарата.
Образовавшийся сукцинат превращается в фумарат под действием фермента сукцинат-дегидрогеназы. Единственная дегидрогеназная реакция цикла Кребса, в ходе которой осуществляется прямой перенос водорода с субстрата на флавопротеин без участия НАД+.
VII этапОбразование малата из фумарата.
Под влиянием фермента фумаратгидратазы (фумаразы). Образовавшаяся при этом фумаровая кислота гидратируется,продуктом реакции является L-яблочная кислота (L-малат). 
VIII этапПревращение малата в оксалоацетат.
Под влиянием митохондриальной НАД-зависимой малатдегидрогеназы происходит окисление L-малата в оксалоацетат.Происходит полное «сгорание» одной молекулы ацетил-КоА. Для непрерывной работы цикла необходимо постоянное поступление в систему ацетил-КоА. А коферменты (НАД+ и ФАД), перешедшие в восстановленное состояние, должны снова и снова окисляться.

Реакции цикла Кребса по стадиям

Для облегчения запоминания ферментативных реакций цикла:

ЩУКа съела ацетат, получается цитрат
через цис-аконитат будет он изоцитрат
водороды отдав НАД, он теряет СО2
этому безмерно рад альфа-кетоглутарат
окисление грядёт: НАД похитит водород
В1 и липоат с коэнзимом А спешат,
отбирают СО2, а энергия едва
в сукциниле появилась сразу ГТФ родилась
и остался сукцинат. вот добрался он до ФАДа,
водороды тому надо водороды потеряв,
стал он просто фумарат. фумарат воды напился,
и в малат он превратился тут к малату НАД пришёл,
водороды приобрёл ЩУКа снова объявилась
и тихонько затаилась Караулить ацетат…

Источник: http://medicine-simply.ru/just-medicine/cikl-krebsa

Метаболизм ацетил-коэнзима а

Образование ацетилкофермента а

Ацетил-КоАможет окисляться в цикле трикарбоновыхкислот. При этом обеспечивается 12 молекулАТФ на каждую молекулу ацетилкоэнзимаА. Ацетил-КоА может использоваться длясинтеза жирных кислот, при этом требуетсядостаточное количество энергии (АТФ).

При недостатке энергии, при нарушенииобмена углеводов и липидов синтезхолестерина через мевалоновую кислотунарушается и происходит образованиекетоновых тел с их накоплением в тканяхи выделением с мочой (кетозы). Мевалоновоякислотаявляется предшественником холестерина.

Однако реакции биосинтеза холестеринапочти полностью совпадают с реакциямибиосинтеза кетоновых тел. При нормальнойэнергетической обеспеченностиацетоацетил-КоА полностью превращаетсяв печени в мевалоновую кислоту, затемв холестерин.

При уменьшении углеводов,сахарном диабете, нарушении обменалипидов происходит увеличение кетоновыхтел, развиваются кетозы.

Пути образования кетоновых тел

1.Образование кетоновых тел происходитпри углеводном голодании, уменьшенииэнергетических источников для синтезажира, холестерина из активированнойуксусной кислоты. При этом активированнаямевалоновая кислота распадается наацетоуксусную кислоту и ацетил-КоА:

Ацетоуксуснаякислота частично восстанавливается до(β-оксимасляной кислоты, а частичнодекарбоксилируется, образуя ацетон:

II.Если CH3-CO-KoAобразуется много и недостаточно энергиидля синтеза жира, то образуетсяактивированная ацетоуксусная кислота:

Затем образуетсясвободная ацетоуксусная кислота:

Образующаясяацетоуксусная кислота может превращатьсяв β-оксимасляную кислоту или ацетон,как указано выше. Кетоновые теласинтезируются в печени и поступают вкровь. В нормальных условиях β-оксимаслянаякислота, ацетоуксусная кислота окисляютсяв тканях мышц и являются источникомэнергии.

Однако при нарушениях обмена(сахарный диабет), когда использованиеуглеводов затруднено и усиливаетсяокисление липидов, при длительномнедостатке углеводов, происходитчрезмерный биосинтез кетоновых тел собразованием ацетона.

При этом происходиткетонемия (ацидоз) и нарушение нормальногофункционирования организма.

Окислениененасыщенных жирных кислот происходитпосле их превращения в соответствующуюнасыщенную жирную кислоту. Затем ониокисляются по β-углеродному атому.

Окислениежирных кислот с нечетным числом углеродныхатомов происходит так же, как и приокислении жирных кислот с четным числоматомов углерода. Отличие состоит в том,что в конечном итоге образуетсяпропионил-КоА, который вначале подвергаетсякарбоксилированию, в результатеобразуется активированная янтарнаякислота (сукцинил-КоА). Сукцинил-КоАокисляется в цикле трикарбоновых кислот.

Биосинтез липидов

Способностьживотных запасать полисахариды довольноограничена; поэтому глюкоза, поступающаяв организм в значительных количествах,используется для синтеза жирных кислоти глицерина. Важным процессом являетсятакже биосинтез холестерина, так какон является исходным продуктом дляобразования многочисленных биологическиактивных стероидов.

Синтезвысших жирных кислот происходитиз ацетил-KoAв цитозоле. Фермент ацетил-КоА-карбоксилаза,содержащий биотин, катализируетАТФ-зависимый синтез малонил-КоА изацетил-КоА и СО2:

Приучастии ацилпереносящего белка (АПБ)Мм 10 Да происходит синтез ацетил-SАПБи малонил-SАПБ:

На следующем этапе ацетил-SАПБ и малонил-SАПБвзаимодействуют с образованиемацето-ацетил- SAПБ:

ацетоацетил-SАПБ

Послеэтого ацетоацетил-SАПБвосстанавливается по β-углеродномуатому с участием НАДФН2,в результате образуется β-гидроксибутирил-SAПБ.Затем происходит присоединениеактивированной уксусной кислоты имолонила к ацетилпереносящему белку(АПБ):

β-Гидроксибутирил~SАПБпод действием фермента β-гидрокси-АПБ-дегидратазытеряет молекулу воды (5) и превращаетсяв кротонил-SАПБ;последний с участием НАДФН2восстанавливаетсяв бутирил-SAПБ.Далее цикл реакции повторяется.

Еслиидет синтез пальмитиновой кислоты(C16),то кбутирил-SAПБприсоединяется последовательно еще 7раз малонил~SАПБ,при этом отщепляется дистальнаякарбонильная группа малонил~SАПБв виде CO2.Суммарный результат этих реакцийследующий:

ацетил-КоА+ 7 малонил-КоА + 14 НАДФН2

пальмитиноваякислота + 7CO2+ 8 HSKoA+ 14 НАДФ + 7 H2O

В этомпроцессе 7 молекул CO2образуется за счет свободных карбоксильныхгрупп 7 молекул малонил-КоА. Из 16 углеродныхатомов пальмитиновой кислоты 2 атомаобразуется за счет ацетил-КоА, а остальныеза счет малонил-КоА.

В ходесинтеза 7 карбоксильных групп – С=О-восстанавливаются из семи групп -CH2-, на это расходуется 14 НАДФН2:за счет 7 из них образуются водородныеатомы групп -CH2-, а за счет остальных семи – кислородкарбонильных групп превращается в воду.

Биосинтезфосфатидных кислот и триглицеридовпроисходит в печени и жировой ткани приналичии глицерина и жирных кислот.Глицерин образуется при гидролизелипидов, затем под влиянием ферментаглицерокиназы с участием АТФ синтезируетсяглицерофосфат:

Глицерофосфатможет образоваться также издиоксиацетонфосфата, возникшего приокислении глюкозы путем восстановленияНАДН2.

фосфодиоксиацетон глицерофосфат

Глицерофосфат далее используется для биосинтезафосфатидной кислоты. Реакция катализируетсяфосфатидсинтетазой:

глицерофосфат ацил-КоА фосфатидная кислота

Вфосфатидной кислоте в двух позицияхспиртовые группы глицерина соединенысложноэфирной связью с остатками жирнойкислоты (чаще всего с 16 и 18 углероднымиатомами), а в одной позиции с фосфорнойкислотой.

Синтез триацилглицериновосуществляется из фосфатидной кислоты.Вначале из фосфатидной кислоты отделяетсяфосфорная кислота, при этом образуетсядиацилглицерин.

Далее диацилглицеринреагирует с третьей молекулойактивированной жирной кислоты (ацил-КоА)и образуется триацилглицерин:

фосфатидная диацилглицерин ацил-КоА триацилглицерин

кислота

Биосинтез фосфоглицеридов происходит в эндо-плазматических мембранах клетки.Фосфатидилэтаноламин синтезируется вследующей последовательности: в началеэтаноламин фосфорилируется с участиемАТФ и фермента этаноламинкиназы:

этаноламин фосфоэтаноламин

Затем фосфоэтаноламин реагирует с ЦТФ, в результате образуется цитидилдифосфатэтаноламини пирофосфат:

фосфоэтаноламин+ ЦТФ → ЦДФ-этаноламин.

ДалееЦДФ-этаноламин взаимодействуя с 1,2-диацилглице-ридом, превращается вфосфатидилэтаноламин:

ЦДФ-этаноламин + 1,2-диацилглицерид →

→ фосфатидилэтаноламин + ЦМФ.

Биосинтезфосфатидилхолина (лецитина) осуществляетсяследующим образом: синтезируетсяфосфатидилхолин из фосфатидилэтаноламинапутем метилирования или же вначалехолин взаимодействует с ЦТФ.

ЗатемЦДФ-холин с 1,2- диацилглицерином образуетдифосфатидилхолин:.

ЦДФ-холин + 1,2 – диацилглицерин →

→ фосфатидилхолин + ЦМФ

Биосинтезфосфатидилсерина происходит путемобмена этаноламина на серин:

Фосфатидилэтаноламин + L-серин →

→ фосфатидилсерин + этаноламин.

Источник: https://studfile.net/preview/6050956/page:58/

О вашем здоровье
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: