коза + Пирофосфат Глюкозо-1-фосфат + УТФ.

УДФ-глюкоза-пирофосфорилаза

О дальнейших превращениях глюкозо-1 -фосфата см. ранее.

Одно из патологических состояний, возникающих в результате нарушения обмена углеводов,— это рецессивно наследуемое заболевание га-лактоземия. При этом заболевании общее содержание моносахаридов в крови повышается главным образом за счет уровня галактозы, достигая 11,1—16,6 ммоль/л. Концентрация глюкозы в крови существенно не изменяется. Кроме галактозы, в крови накапливается также галактозо-1-фосфат. Галактоземия приводит к умственной отсталости и катаракте хрусталика. Возникновение данной болезни у новорожденных связано с недостатком фермента гексозо-1 -фосфатуридилилтрансферазы. С возрастом наблюдается ослабление этого специфического нарушения обмена углеводов.

ГЛЮК0НЕ0ГЕНЕЗ

Глюконеогенез — синтез глюкозы из неуглеводных продуктов. Такими продуктами или метаболитами являются в первую очередь молочная и пи-ровиноградная кислоты, так называемые гликогенные аминокислоты, глицерол и ряд других соединений. Иными словами, предшественниками глюкозы в глюконеогенезе может быть пируват или любое соединение, превращающееся в процессе катаболизма в пируват или один из промежуточных продуктов цикла трикарбоновых кислот *.

У позвоночных наиболее интенсивно глюконеогенез протекает в клетках печени и почек (в корковом веществе).

Большинство стадий глюконеогенеза представляет собой обращение реакции гликолиза. Только 3 реакции гликолиза (гексокиназная, фосфо-фруктокиназная и пируваткиназная) необратимы, поэтому в процесс глюконеогенеза на 3 этапах используются другие ферменты. Рассмотрим путь синтеза глюкозы из пирувата.

Образование фосфоенолпирувата из пирувата. Синтез фосфоенолпирувата осуществляется в несколько этапов. Первоначально пируват под влиянием

* У высших растений и микроорганизмов в процессе глюконеогенеза важную роль играет глиоксилатный цикл. Благодаря данному циклу высшие растения и микроорганизмы способны превращать двууглеродные метаболиты, а следовательно, и ацетил-КоА в углеводы. В клетках животных отсутствуют два ключевых фермента глиоксилатного цикла: изоцитрат-лиаза и малат-синтаза, поэтому у них этот цикл о суще ствляться не может.

пируваткарбоксилазы и при участии СО, и АТФ карбоксялируется * с об разеванием оксалоацетата:

+ + АТФ ,,

I 111] '\'ИИИ!| \UK-Mi i + АДФ + Р,

Пируват Оксапоацетат

Затем оксалоацстат в результате декарбоксилирования и фосфорилирования под влиянием *]юрмент!1 фосфс*нолтфуваткарбоксилазы превращается в фосфосполлпруват. Донором фосфатного остатка в реакции

служит гуанозшпрпфосфат (ГТФ);

+ ГДФ + СО,

ш|««;»ш«1.ч'Ц

Оксал оацетат Фосфое пол пируват

Установлено, что в 'Процессе образования фосфоенолп и рувата -участвуют ферменты циточоля н митохондрий.

Первый :лап сшггеза протекает в мтожондряях (рис. 10.6). Пируваткарбоксилаза, которая катализирует эту реакцию, является аллостерическим митохондриальным ферментом. В качестве аллостерического активатора данного фермента необходим ацетил-КоА. Мембрана митохондрий непроницаема дял образовавшегося оксалоацетата. Последний здесь же,

в митохондриях, висоажавливается в малат:

СООН СООН

+ НАДН+Н* + НАД*

>!_,-{• Малатдегидрогеназэ О'.'

I (митохондриальнэя) ;

со^н L о< >>j>

(л |.}11|С;щмй1 Малат

Реакция протекает при участии митохондриальной НАД-зависимой малатдегидрогеназы. В митохондриях отношение НАДН/НАД+ относительно велико, в связи с чем впутрнмнтохондрпальнын оксал оацепп' jicj ко Восстанавливается в мала], который легко выходит нч митохондрии через мптохондрпальпую мембрану. It цпточоле отношение 11ЛД11/ПЛД1 очень мало, и малат вновь окисляется при участии цитоплазматической НАД-зависимой малатдегидрогеназы:

* ]: реакцию всмупасг так насыпаемая нктшшая ферма СОр в образовании которой, помимо АТФ, участвует (шотнн (см. глину 7).

ззе

•;.н .н !

» or и

L-малат

+ НАД+

Малатдегадр огеназа (11итсппаэм атическая)

+ НАДН + Н+

Окс'алооцатат

Дальнейшее превращение оксалоацетата в фосфоенолгатруват происходит в щггозоле клетки.

Превращете фруктозо-1,6-оисфосч|кпа но фрукт to-6-фос фут. Фоефо енолпируват, образовшшиисл из пиру пата, it результате ряда обратимых реакций ГЛИКОЛИЗЕ Превра11(ается но фруктозо 1,6 бпефосфат. Далее следует фосфофрутстокиназная реакция, которая необратима. Глкжонеогенез идет в обход этой эндергонической реакции. Превращение фруктозо-1,6-бис-фосфата во фруктозо-6-фосфат катализируется специфической фосфатазой:

Фруктозо 1,(> бисфосф.п I 11.0

Ф| >укт::0

fined it ефшн:

Ф

руктозо-6-фосфат + Р(.

Образование глюкозы из глюкозо-6-фосфата. В последующей обратимой стадии биосинтеза глюкозы фруктозо-6-фосфат превращается в глюкоЦитоппазма Пируват —

Пируват

VIM Ii IVj 11 1Д| ФШ

CO,

•АТФ

/ С)[.смпС'Мцотат

НАДН+Н*

Мали г

НАД+

Рис. 10.6. Образование фосфоенол-пирувата из пирувата.

I- пируваткарбоксилаза; 2 - малатде-гидрогенада (м и тохо ндри ал ьн а я); 3-мнлимдегидг'огепннн (ц