Регулфяция метаболизма - Ньюсхолм Э.
Скачать (прямая ссылка):
I
CHOCOR
I
CHgOH
RCOSKoA
Диглицерид- 1г ацилтранярераза I
Vs-* КоА
CH2OCOR I 2
CHOCOR
ch2ooor
Рис. 56. Путь этерификадии. Мартина и Дентона
мощью пируват-малатного цикла [10] (рис. 57). В цитоплазме оксалоацетат превращается в малат, который подвергается окислительному декарбоксилированию с образованием пирувата. Пируват проникает во внутреннее пространство митохондрий, где с участием пируваткарбоксилазы происходит его карбоксилирование до оксалоацетата [12]. Функционирова-
Шюкоза —-—> Пируват •
НАДФ-Н +
у*со2
НАДФ+^^/е . „ Малат НАД*
НАД-Н*—’'f
Оксалоацетат
^страт Ацетил-КоА
9
Ацил-КоА 4— Малонил-КоА Цитоплазма
•Пируват'
-ъАцетия-КоА
Пируват СОг
7\ 3J
Оксалоацетат
Цитрат
Митохондрия
Рис. 57. Пируват-малатный цикл.
/ — глнколнз, 2 — пнруватдегндрогеназа, 3 — цнтрат-сннтаза, ’ 4 — АТФ*цитрат-дназа, 5 — НА.Д+-завис.имая малатдегидрогеназа, 6 — НАДФ+-’зависимая малатдегйдрогеиаза («малнк»-фермент), 7 — пируваткарбокснлаза, 8 — ацетил-КоА — карбокснлаза, 9 —
ацйл-КоА—синтетаза.
ние этого цикла обязательно для проникновения оксалоацетата в митохондрии, и оно приводит к восстановлению НАДФ+ до НАДФ-Н, который используется в ацил-КоА — синтетазной реакции. Образование НАДФ-Н при функционировании пируват-малатного цикла объясняет парадоксальное явление, связанное с запасанием восстановительных эквивалентов для системы синтеза жирных кислот (см. ниже).
2. Источник восстановительных эквивалентов и пентозо-фосфатный путь. Источником восстановительных эквивалентов для синтеза жирных кислот служит НАДФ-Н, часть которого образуется при окислении глюкозы в пентозофосфатном пути. В процессе гликолиза и при функционировании цикла трикарбоновых кислот образуется НАД-Н (и значительно меньшее количество НАДФ-Н), который, однако, не может быть использован для синтеза жирных кислот, (см. гл. 7, приложение 7.1). В пентозофосфатном пути происходит окисле-
ние глюкозо-6-фосфата до 6-фосфоглюконата, который в дальнейшем подвергается окислительному декарбоксилированию с образованием ,рибулозо-5-фосфата; в обоих реакциях происходит восстановление НАДФ+ до НАДФ-Н. Рибулозо-5-фосфат может вновь превратиться в глюкозо-б-фосфат в ходе реакций, катализируемых трансальдолазой и транскетола-зой; подробное описание этих реакций можно найти в любом учебнике общей биохимии. Существуют различные способы для описания стехиометрии таких сложных циклических реакций; например, полное окисление одного моля глюкозо-6-фос-фата может быть описано следующим уравнением:
6 Глюкозо-б-фосфат-}- 12НАДФ+ --->
---->5 Глюкозо-6-фосфат + 6СОа -f- 12НАДФ-Н + J2H+ Фн.
В условиях, когда источником субстрата для синтеза жирных кислот служит глюкоза (в присутствии инсулина), пентозофосфатный путь обеспечивает около 60% восстановительных эквивалентов [13, 14]. Однако в таких условиях пентозофосфатный путь функционирует не с максимальной скоростью, так как его активность может быть увеличена добавлением искусственного акцептора электронов, например феназинметосульфата [15]. (Скорость пентозофосфатного пути может регулироваться доступностью кофактора НАДФ+, концентрация которого в свою очередь контролируется скоростью синтеза жирных кислот, — рис. 58. Этот случай является примером регуляции доступностью кофактора, описанной в гл. 1, разд. Г. 1.6.) Кроме того, когда в жировой ткани синтезируются жирные кислоты из глюкозы (в присутствии инсулина), добавление ацетата приводит к увеличению скорости пентозофосфатного пути, что увеличивает долю образуемого в этом метаболическом пути НАДФ-Н. Ацетат служит предшественником ацетил-КоА, но не обеспечивает образования восстановительных эквивалентов, так что увеличение потребности в НАДФ-Н стимулирует пентозофосфатный путь [16]. Если активность этого метаболического пути контролируется доступностью НАДФ+ и если в процессе синтеза жирных кислот из глюкозы активность пентозофосфатного пути не достигает максимальных значений, то возникает вопрос, почему он должен обеспечивать около 60% требуемого количества восстановительных эквивалентов. Ответ на этот вопрос можно получить при рассмотрении пируват-малатного цикла. За один оборот этого цикла образуется одна молекула ацетил-КоА для синтеза жирных кислот и 50% НАДФ-Н, требуемого для восстановления этого ацетатного остатка в синтетическом пути. Следовательно, за счет функционирования пентозофосфатного пути необходимо запасти только
50% НАДФ-Н. Образование 60% НАДФ-Н в пентоз.офосфат-ном пути объясняется потерей некоторого количества малата пируват-малатного цикла и его включением в другие реакции.
