Основное содержание
Биология
Course: Биология > Модуль 9
Урок 4: Окисление пирувата и цикл лимонной кислотыОкисление пирувата
Как пируват из гликолиза превращается в ацетил-КоА, необходимый для цитратного цикла. Пируват теряет карбоксильную группу, окисляется, а затем присоединяется к коферменту А
Введение
Окисление пирувата выделяется среди четырёх основных этапов клеточного дыхания — он относительно короткий по сравнению с по сравнению с другими механизмами гликолиза или цикла трикарбоновых кислот. Но это не делает его менее важным! Наоборот, окисление пирувата является ключевым связующим звеном между гликолизом и остальными процессами клеточного дыхания.
Обзор окисления пирувата
После гликолиза остаются две молекулы пирувата с большим количеством энергии, которую можно из них извлечь. Окисление пирувата — это следующий шаг в получении оставшейся энергии в виде start text, А, Т, Ф, end text, хотя start text, A, T, Ф, end text не производится непосредственно во время окисления пирувата.
У эукариот этот шаг протекает в матриксе — внутреннем пространстве митохондрии. У прокариот он протекает в цитоплазме. В целом, окисление пирувата превращает пируват - трехуглеродную молекулу - в ацетил -start text, К, о, А, end text — 2-углеродную молекулу, присоединенную к коферменту A. Одновременно образуется start text, Н, А, Д, H, end text и выделяется одна молекула углекислого газа. Ацетил-start text, К, о, А, end text выступает в качестве топлива для цикла трикарбоновых кислот на следующем этапе клеточного дыхания.
Стадии окисления пирувата
Пируват получается в результате гликолиза, протекающего в цитоплазме, но окисление пирувата у эукариот протекает в матриксе митохондрий. Таким образом, перед началом химических реакций пируват должен попасть внутрь митохондрии, пройдя сквозь её мембрану в матрикс.
В матриксе пируват преобразуется в результате нескольких стадий.
Стадия 1. От пирувата отделяется карбоксильная группа, выделяясь в виде молекулы углекислого газа, и получается 2-углеродная молекула
Стадия 2. 2-углеродная молекула из первой стадии окисляется, а потерянные в результате окисления электроны подхватываются молекулой start text, Н, А, Д, end text, start superscript, plus, end superscript, образуя start text, Н, А, Д, H, end text.
Стадия 3. Окисленная 2-углеродная молекула (ацетильная группа, выделена зелёным цветом) присоединяется к коферменту А (start text, К, о, А, end text), – органической молекуле, получаемой из витамина B5, в результате образуется ацетил-start text, К, о, А, end text. Ацетил-start text, К, о, А, end text иногда называют молекулой-переносчиком, поскольку её задача — перенести ацетильную группу в цикл лимонной кислоты.
Перечисленные выше стадии протекают при участии большого комплекса ферментов, который называется пируватдегидрогеназный комплекс. Он состоит из трех взаимосвязанных ферментов включающих в себя более 60 субъединиц. На двух стадиях промежуточные продукты реакции фактически образуют ковалентные связи с комплексом фермента, а точнее, с его кофакторами. Пируватдегидрогеназный комплекс — важная мишень для регуляции, поскольку он контролирует количество ацетил-start text, К, о, А, end text, поступающего в цикл трикарбоновых кислотstart superscript, 1, comma, 2, comma, 3, end superscript.
Если мы рассмотрим два пирувата, которые образуются после гликолиза (для каждой молекулы глюкозы), тогда окисление пирувата можно кратко описать следующим образом.
- Две молекулы пирувата превращаются в две молекулы ацетил-start text, К, о, А, end text.
- Два атома углерода (из шести, изначально присутствовавших в молекуле глюкозы) выделяются в виде углекислого газа.
- Две молекулы start text, Н, А, Д, end text, start superscript, plus, end superscript преобразуются в две молекулы start text, Н, А, Д, H, end text.
Зачем нужен ацетил-start text, К, о, А, end text? Ацетил-start text, К, о, А, end text на следующей стадии клеточного дыхания выступает в качестве топлива для цикла трикарбоновых кислот. Присоединение start text, К, o, A, end text помогает активировать ацетильную группу, подготавливая её к необходимым для вступления в цикл трикарбоновых кислот реакциям.
Хотите присоединиться к обсуждению?
Пока нет ни одной записи.