Окисление глицеральдегид-3-фосфата

Окисление глицеральдегид-3-фосфата в 1,3-дифосфоглицерат представляет собой обратимую реакцию окисления альдегидной группы фосфоальдозы с образованием смешанного ангидрида фосфорной и 3-фосфоглицериновой кислот – сверхмакроэргического фосфорилированного соединения способного отдать неорганический фосфат с образованием одной молекулы АТР. Данная реакция катализируется глицеральдегидфосфат-дегидрогеназой.

Роль акцептора водорода в этой реакции (гидрид-иона –:Н^– ) играет кофермент NAD⁺, восстанавливающийся при этом до NADH. Пиридиновое кольцо NAD⁺ способно принимать на себя гидрид-ион от окисляемого субстрата (одновременно второй водород уходит в среду в виде протона Н⁺), переходя при этом в восстановленную форму. При необходимости NADH отдает его либо для восстановления другого соединения, либо участвует в дыхательной цепи для поддержания процессов окислительного фосфорилирования (синтеза АТР в митохондриях).

Глицеральдегидфосфат-дегидрогеназа состоит из 4 субъединиц, каждая из которых содержит по четыре SH-группы, принадлежащие остаткам цистеина. Ключевую роль в работе данного фермента играет SH-группа цистеина, находящегося в активном центре. Фермент необратимо ингибируется йодацетатом – JCH₂COOH.

Основные этапы процесса окисленияглицеральдегид-3-фосфата в 1,3‑дифосфоглицерат приведены на ниже следующей схеме (рис. 9.3):

Рис. 9.3. Описание реакций субстратного фосфорилирования

Как следует из рис. 9.3, сначала происходит связывание SH-группы фермента с атомом углерода альдегидной группы субстрата. Процесс окисления, связанный с переносом гидрид-иона от субстрата на NAD⁺ и Н⁺ в среду, сопровождается образованием высокоэнергетического ковалентного ацилферментного комплекса. Процесс высвобождения энергии при окислении субстрата (эта энергия запасена в тиоэфирной связи) сопряжен с образованием высокоэнергетического ацилфосфата - 1,3-дифосфоглицерата, который впоследствие отдает фосфорильную группу на ADP с образованием АТР.