Основные пути распада углеводов. Механизмы аэробных процессов брожения и дыхания. Синтез АТФ в клетке

ГЕКСОЗОБИФОСФАТНЫЙ ПУТЬ РАСПАДА УГЛЕВОДОВ

1. Это главный путь распада углеводов до конечных продуктов. Во многих клетках это - единственный путь. Так распадается 70-75% глюкозы, которая поступает в клетку.

2. Только ГБФ-путь дает клетке энергию в виде АТФ. Это основной источник получения энергии в клетке.

3. Это самый длинный путь распада углеводов.

ГБФ-путь делим на 3 этапа.

1-й этап протекает в цитоплазме, дает 8 молекул АТФ при распаде 1 молекулы глюкозы или 9АТФ при распаде одного глюкозного фрагмента гликогена. Заканчивается образованием 2-х молекул пирувата (ПВК).

2-й и 3-й этапы - (исключительно аэробные) в митохондриях с обязательным участием кислорода, дают 30 АТФ в расчете на одну молекулу глюкозы.

2-й этап ГБФ-пути называется "окислительное декарбоксилирование пирувата" и катализируется пируватдегидрогеназным комплексом. На 2-м этапе от молекулы ПВК отнимаются два атома водорода, и пируват превращается в Ацетил-кофермент А (АцКоА), одновременно происходит отщепление СО2.

В 3-й этап вступает молекула АцетилКоА, который образуется в результате 2-го этапа. Этот 3-й этап называется циклом трикарбоновых кислот. ЂВ этом цикле АцКоА полностью расщепляется до СО2и Н2О. При этом образуется 12 АТФ в расчете на молекулу АцКоА, вступившую в цикл.

Аэробное дыхание протекает сложным путем, начинается оно реакциями, приводящими к образованию пировиноградной кислоты, и завершается циклом трикарбоновых кислот. В результате полного окисления пировиноградной кислоты отщепляются углекислый газ и водород, который при перенесении на молекулярный кислород образует воду.

Аэробный процесс делится на з вида брожения и дыхания: уксуснокислое брожение, дихотомический распад(химизм клеточного дыхания) и апотомический распад(пентоза-фосфотный цикл).

Уксуснокислое брожение — биохимический процесс окисления углеводов и этилового спирта CH3CH2OH в аэробных условиях с участием кислорода воздуха O2 до уксусной кислоты CH3COOH, осуществляемый уксуснокислыми бактериями.

Дихотомический – распад 6углеродной молекулы глюкозы на 2 3хуглеродные. Дихотомический путь – может происходить как в анаэробных, так и в аэробных условиях.

Апотомический – потеря молекулой глюкозы одного атома углерода, что ведет к образованию пентозы.

Синтез АТФ происходит в цитоплазме, главным образом в митохондриях, поэтому они и получили название «силовых станций» клетки.

Синтез АТФ происходит в клетках всех организмов в процессе фосфорилирования,

т.е. присоединения неорганического фосфата к АДФ. Энергия для

фосфорилирования АДФ образуется в ходе энергетического обмена. Энергетический

обмен, или диссимиляция, представляет собой совокупность реакции расщепления

органических веществ, сопровождающихся выделением энергии. В зависимости от

среды обитания диссимиляция может протекать в два или три этапа.

Первый этап – подготовительный – заключается в ферментативном

расщеплении сложных органических соединении на более простые (белков на

аминокислоты; полисахаридов на моносахариды; нуклеиновых кислот на нуклеотиды).

Второй этап – неполное окисление – осуществляется непосредственно в

цитоплазме клетки, в присутствии кислорода не нуждается и заключается в

дальнейшем расщеплении органических субстратов.

Третий этап – полное окисление – протекает при обязательном участие

кислорода. В его результате молекула глюкозы расщепляется до неорганического

диоксида углерода, а высвободившаяся при этом энергия частично расходуется на синтез АТФ.