Реакции, пополняющие нитратный цикл (анаплеротические реакции)

Анаплероз - процесс восполнения, пополнения резерва. К снижению концентра­ции промежуточных продуктов цикла трикарбоновых кислот приводят анаболи­ческие (биосинтетические процессы). Они быстро истощают пул промежуточных продуктов цикла. Поэтому их запас постоянно пополняется за счет молекул из других источников. При деградации большинства аминокислот образуются пиру-ват или промежуточные продукты цикла. Эти ферментативные процессы называ­ют анаплеротическими реакциями. Особенно важной анаплеротической реакцией в организме человека является превращение пирувата в оксалоацетат (1 на рис. 10 и рис. 11). Эта реакция поддерживает необходимую высокую концентрацию окса­лоацетата в митохондриях и обеспечивает субстратом первую цитратсинтазную реакцию цикла. Нарушение образования оксалоацетата (при голодании, диабете) ведет к взаимной конденсации молекул ацетил-КоА друг с другом и вызывает об­разование кетоновых тел, главным образом - ацетоацетата (СН₃-СО-СН₂-СООН).

У здоровых людей эта АТФ-зависимая реакция позволяет включать в глюконео-генез лактат и аминокислоты, распадающиеся до пирувата. В отличие от пирувата ацетил-КоА не является анаплеротическим метаболитом, поскольку полностью окисляется до СОг-

Связь между общим путем катаболизма и цепью переноса электронов и про­тонов.

Общий путь катаболизма, включающий пируватдегидрогеназный комплекс (ПДК) и цикл трикарбоновых кислот (ЦТК), локализованные в митохондриальном мат-риксе, с одной стороны, и цепь переноса электронов локализованная во внутрен­ней митохондриальной мембране, с другой, функционально связаны между собой через общие молекулы НАД* и НАДН.

При увеличении расхода энергии в клетке уменьшается концентрация молекул АТФ и увеличивается АДФ. При этом увеличивается количество электронов по­ступающих в цепь переноса электронов от молекул НАДН, поэтому их доля сни­жается, но увеличивается количество молекул НАД⁺. Эти изменения активируют ПДК и ЦТК. В цикле активируются изоцитрат-дегидрогеназная реакция и функ­ционирование а-оксоглутарат дегидрогеназного комплекса, которые чувствитель­ны к концентрации АДФ (3 и 4 на рис. 9).

Напротив, снижение энергопотребления в клетках влечет за собой увеличение концентраций АТФ и НАДН. При этом активность ПДК и ЦТК снижается. Сни­жение активности общего пути катаболизма вызвано тем, что для всех регулятор-ных этапов (1-4 на рис. 9) увеличение концентраций АТФ и/или НАДН ингибиру-ет ферментативные реакции.

***