—С в двух положениях: по соседству с карбонильной группой (а) и у соседнего с карбонильной группой углеродного атома (?$). Как и в цикле трнкарбоновых кислот, для пентозофосфатных путей оказываются необходимы разрывы цепи обоих типов.

сн.он

I

носн

I

R

Ксилулозо -S-P, Фруктозо -6-Р L/:u Седогепту/юзо- 7-Р

+ СНО

I I

R'

Рибозо-5-Р, Зрит роза -4-р или Глицеральдегид-З -P

1рарск?(лолаза СТК), тиаминдифосфат -зависимый ахрменгп (Гл 8,ра$д Г)

СН,ОН

j

I

НОСИ

I

R'

+ СНО I

R

(9-14)

т» х лона и

СН2ОН

I

с=о

I

НОСН + СНО,

| | Траисальдолиза (ТА) НСОН R 7>Раз& *> 2-г

1

R

СН2ОН

с=о

I

НОСН + СНО (9-15)

I I

НСОН R

I

R'

а. Окислительный пентозофосфатный цикл

Соединив все три системы вместе, мы можем построить цикл окисления гексозофосфатов. В результате трех стадий декарбоксилирования (рис. 9-8,Л) образуется трехуглеродный триозофосфат. Однако, поскольку дегидрогеназная система действует только на глюкозо-6-фос-фат, в промежутках между тремя стадиями окисления должна функционировать система структурной перестройки. Обратите внимание, что Cs-caxap (рибозо-5-фосфат), используемый в первой реакции, катализируемой транскетолазой, регенерируется в конце всей последователь

ностн реакций. Таким образом, в этом цикле Cs-caxap выступает в качестве регенерирующегося субстрата. Как указано штриховыми линиями, он может быть легко получен в любом требуемом количестве путем окисления глюкозо-6-фосфата. Прежде чем Cs-caxap, образующийся на каждом этапе окисления, сможет быть вовлечен в реакции структурной перестройки, он должен быть изомеризован из рибулозо-5-фосфата в ксилулозо-5-фосфат; точно так же Cs-caxap, образующийся на конечном этапе (рис. 9-8), может быть снова использован как регенерирующийся субстрат лишь после изомеризации в рибозо-5-фосфат. Система является весьма сложной. Отметим также, что на схеме, приведенной на рис. 9-8,Л, в нескольких местах фигурируют одни и те же Cs-суб-страты. Таким образом, субстраты, образующиеся на разных стадиях цикла, перемешиваются, и вследствие этого процесс расщепления разных молекул гексозы складывается неодинаково.

Пентозофосфатный цикл часто рассматривают как процесс полного окисления гексоз в СОг. Чтобы осуществить такое окисление, Сз-моле-кулы, рассматриваемые на рис. 9-8,А как продукты, должны быть превращены обратно в глюкозо-6-фосфат (под действием альдолазы, фосфатазы и гексофосфат-изомеразы), который снова вступает в цикл. Однако имеются и другие пути расщепления С3-продукта — фосфоглн-церинового альдегида. Например, под действием ферментов гликолиза он может быть окислен до пирувата, а далее в цикле трнкарбоновых кислот до СОг.

Как правило, в катаболических реакциях участвует NAD+, и поэтому не совсем обычно, когда в таких реакциях в качестве окислителя выступает NADP+. Тем не менее у млекопитающих ферменты пентозо-фосфатного цикла специфичны к NADP+. Существует предположение, что это связано с потребностью в MADPH для процессов биосинтеза (гл. 11, разд. В). Тогда становится понятным функционирование пенто-зофосфатного пути в тканях с наиболее активным биосинтезом (печень, молочная железа). Возможно, что в этих тканях Сз-продукты цикла вовлекаются в процессы биосинтеза, как показано на рис. 9-8, Л. Далее читателю должно быть уже понятно, что любой продукт от С4 до С? может быть выведен из цикла в любых желаемых количествах без каких-либо нарушений в работе этого цикла. Например, мы знаем, что образующийся на промежуточной стадии С4-продукт эритрозо-4-фосфат используется бактериями и растениями (но не животными) для синтеза ароматических аминокислот. Подобным же образом рибозо-5-фос-фат необходим для образования нуклеиновых кислот и некоторых аминокислот.

б. Неокислителъные пентозофосфатные пути

Система структурной перестройки Сахаров совместно с гликолитн-ческими ферментами (превращающими глюкозо-б-фосфат в глицераль-дегид-3-фосфат) может осуществлять превращение гексозофосфатов в пентозофосфаты (рис. 9-8,5) [34]. Полный процесс описывается уравнением

2-^-Св > ЗС6. (9-16)

Читатель легко сможет показать, что те же ферменты могут катализировать превращение гексозофосфата в эритрозо-4-фосфат и в седогепту-лозо-7-фосфат:

2Q * ЗС4, 3-~Св * ЗСТ. (9-17)

Исследование метаболизма краевых липидобразующих дрожжей Rho-dotorula gracilis (которые не содержат фосфофруктокииазы и поэтому неспособны к расщеплению Сахаров по гликолитическому пути) свидетельствует о том, что 20% глюкозы окисляется по пентозофосфатному пути, тогда как 80% вовлекаются в реакции неокислительного пенто-зофосфатного пути1» [35, 36] [уравнение (9-16)]. Некоторые типы брожения также связаны с пентозофосфатными путями (разд. Е,6).

Оценка вкладов гликолитического, пентозофосфатного и других метаболических путей в энергетический баланс клетки сопряжена со многими трудностями, хотя попытки получить такие оценки продолжают предприниматься [35, 36].

4. Путь Энтнера — Дудорова

Существуют и дру