• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

ШЛЯХИ КАТАБОЛІЗМУ ГЛЮКОЗИ ТА ІНШИХ ВУГЛЕВОДІВ

РОЛЬ ФЕРМЕНТІВ У МЕТАБОЛІЗМІ. ФЕРМЕНТИ МІКРООРГАНІЗМІВ

Хімічні перетворення речовин у клітині (метаболічні реакції) здійснюються за допомогою ферментів. За кожне перетворення одного метаболіту в інший відповідальним є особливий фермент. Ферменти — це білки, яким притаманна каталітична функція.

Ферментативна реакція починається зі зв'язування певно­го метаболіту (субстрату) з ферментом. Кожний фермент взаємодіє лише з одним субстратом, тобто характеризується певною субстратною специфічністю. Пізнавання субстрату ферментом від­бувається в процесі зв'язування. Субстрат приєднується тільки в певній ділянці молекули ферменту — каталітичному центрі. Стеричні властивості субстрату і розподіл заряду в його молекулі є тими ознаками, за якими субстрат розпізнається ферментом. Субстрат і фермент підходять один до одного, як ключ до замка. Швидкість реакції, яка каталізується ферментом, є приблизно на 10 порядків вищою за швидкість неферментативної реакції.

Дуже важлива властивість ферментів полягає в тому, що їх каталітична активність піддається регуляції. У ферментів, крім каталітичного центру, є регуляторний центр, у якому від­бувається зв'язування ферменту з ефекторами — сполуками, які змінюють каталітичну активність ферменту. Такими ефек­торами можуть бути кінцеві продукти даної ферментативної реакції (негативні ефектори) або інші сполуки. Позитивні ефектори підвищують активність фермента. Ефектори за своєю структурою не мають нічого спільного з субстратами. Вони стерично відмінні від субстратів. Тому йдеться про алостеричні ефектори, а центри, відповідальні за регуляцію, називаються алостеричними центрами ферментів.

У зв'язуванні і наступному перенесенні окремих фрагментів субстрату (водню, метильних груп, аміногруп) разом з фермента­ми беруть участь низькомолекулярні сполуки — коферменти і простетичні групи. Прикладом коферментів і простетичних груп можуть бути НАД, НАДФ, тіамінпірофосфат, кофермент А та ін.

У клітинах мікроорганізмів виявлено ферменти шести кла­сів.

Глюкоза є найбільш поширеною органічною речовиною на Землі, в перетворенні якої беруть участь представники всього живого світу (рослини, тварини, мікроорганізми). Крім того, вуглеводи є найбільш поширеним субстратом для культивуван­ня промислово важливих мікроорганізмів, які є об'єктами біотехнології.

У наш час відомо чотири шляхи катаболізму глюкози, які функціонують у мікроорганізмів.

Фруктозо-1,6-дифосфатний шлях (гліколіз)

Третя назва цього шляху катаболізму глюкози — шлях Ембдена—Мейєргофа—Парнаса (за прізвищами дослідників, які вивчали цей процес). Уперше він був відкритий у м'язових тка­нинах. Гліколіз функціонує у тварин, рослин і багатьох мікро­організмів. При функціонуванні гліколізу глюкоза перетворю­ється на піруват (рис. 6.2).

Процеси перетворення глюкози на гліцеральдегід-3-фосфат пов'язані з витратами енергії. Під

час подальшого окиснення гліцераль-дегід-3-фосфату до пірувату енергія ви­вільнюється. Перетворення 1,3-дифосфогліцерату на 3-фосфогліцерат спря­жено з фосфорилюванням АДФ і утво­ренням АТФ (фермент фосфогліцераткіназа). Ця реакція є одним з пунктів гліколізу, в яких АТФ утворюється в результаті фосфорилювання на рівні субстрату.

Рис. 6.2.Катаболізм глюкози. Шлях Емб­дена—Мейєргофа—Парнаса:

ферменти: 1 — гексокіназа; 2 — глкжозофосфатізомераза; 3 — фосфофруктокіназа; 4 — фруктозодифосфатальдолаза; 5 — триозофосфатізомераза; 6 — гліцеральдегідфосфатдегідрогеназа; 7 — фосфогліцераткіназа; 8 — гліцератфосфо-мутаза та фосфогліцератфосфомутаза; 9 — енолаза; 10 — піруваткіназа

Фосфоенолпіруват (ФЕП) — це друга сполука, яка містить фосфорильний зв'язок з високою енергією гідролізу: при утворенні пірувату з ФЕП фосфат переноситься на АДФ з утво­ренням АТФ {фермент піруваткіназа). Ця реакція є другим пунктом утворення АТФ на рівні субстрату у шляху Ембдена—Мейєргофа—Парнаса. Обидві реакції, які проходять з виді­ленням енергії (утворенням АТФ) у процесі перетворення гліцеральдегід-3-фосфату на піруват, є для анаеробних мікроорганіз­мів основними етапами, які постачають енергію. В анаеробних умовах усі мікроорганізми, які зброджують вуглеводи, викорис­товують енергію, що одержується при окисненні гліцеральдегід-3-фосфату до пірувату.

Усі реакції гліколізу, за винятком трьох (гексокіназної, фосфофруктокіназної та піруваткіназної), є повністю оборотними.Сумарну реакцію розщеплення глюкози за шляхом Емб-дена—Мейєргофа—Парнаса можна подати у вигляді: Глюкоза -» 2 Піруват + 2 АТФ + 2 НАДН.

Читайте також:

1. IV. Відмінність злочинів від інших правопорушень
2. Аверсивную терапію використовують, як правило, при лікуванні алкоголізму, нікотиновій залежності і деяких інших захворювань.
3. Агроекологічні проблеми розвитку і шляхи їх розв'язання
4. Альтернативні шляхи охорони атмосфери
5. Альтернативні шляхи охорони атмосфери
6. Альтернативні шляхи охорони атмосфери
7. Амортизація інших необоротних матеріальних активів
8. Аналіз причин аварійності та шляхи її зниження
9. Аудит основних та інших необоротних активів
10. Багатокритерійні завдання і можливі шляхи їхнього рішення.
11. Бідність і шляхи її подолання.
12. Валентність — це здатність атомів одного елемента сполу­чатися з певним числом атомів інших елементів під час утворення хімічних сполук.

Переглядів: 2874