Пентозный цикл и взаимопревращения фосфосахаров - Биология и естествознание реферат

Главная

Биология и естествознание
Пентозный цикл и взаимопревращения фосфосахаров

Пентозный цикл (гексозомонофосфатный шунт) - набор реакций в цитоплазме, в результате которых клетки животных получают NADPH и рибозо-5-фосфат. Открытие пути прямого окисления углеводов Варбургом, Липманом, Диккенсом, Энгельгардом. Образование пентоз.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Министерство образования республики Беларусь
Мозырский государственный педагогический
Контрольная работа по предмету: Биохимия
1.1 Взаимные превращения фосфосахаров
1 .Пентозный цикл и взаимные превращения фосфосахаров
Термин пентозный цикл (гексозомонофосфатный шунт) означает набор реакций, происходящих в цитоплазме, в результате которых клетки животных получают NADPH, необходимый для реакций восстановления, и рибозо-5-фосфат-основное промежуточное вещество в синтезе нуклеотидов и нуклеиновых кислот. Если таких превращений не происходит, промежуточные вещества пентозного цикла трансформируются в глицеральдегид-3-фосфат и фруктозо-6-фосфат и включаются таким образом в гликолиз.
Открытие пути прямого окисления углеводов, или, как его называют, пентозофосфатного цикла, принадлежит О.Варбургу, Ф.Липману, Ф.Диккенсу (1935) и В.А. Энгельгарду (1938). Расхождение путей окисления углеводов -классического (цикл тикарбоновых кислот, или цикл Кребса) и пентозофосфатного - начинается со стадии образования гексозамонофосфата. Если глюкозо-6-фосфат изомеризуется во фруктозщ-6-фосфат, который фосфорилируется второй раз и превращается в фруктозо-1,6-бисфосфат, то в этом случае дальнейший распад углеводов происходит по обычному гликолитическому пути с образованием пировиноградной кислоты, которая, окисляясь до ацетил-КоА, затем «сгорает» в цикле Кребса.
Если второго фосфорилирования гексозо-6-монофосфата не происходит, то фосфорилированная глюкоза может подвергаться прямому окислению до фосфопентоз. В норме доля пентозофосфатного пути в количественном превращении глюкозы обычно невелика, варьирует у разных организмов и зависит от типа ткани и её функционального состояния.
У млекопитающих активность пентозофосфатного цикла относительно высока в печени, надпочечниках, эмбриональной ткани и молочной железе в период лактации. Значение этого пути в обмене веществ велико. Он поставляет восстановленный НАДФН, необходимый для биосинтеза жирных кислот, холестерина и т.д. За счёт пентозофосфатного цикла примерно на 50% покрывается потребность организма в НАДФН.
Другая функция пентозофосфатного цикла заключается в том, что он поставляет пентозофосфаты для синтеза нуклеиновых кислот и многих коферментов. При ряде патологических состояний удельный вес пентозофосфатного пути окисления глюкозы возрастает. Механизм реакций пентозофосфатного цикла достаточно расшифрован. [4]
1.1 В заимные превращения фосфосахаров
В отличие от классического пути гликолиза в пентозофосфатном цикле не происходит разрыва молекул сахара на триазы, а окисление осуществляется ступенчато, путём отщепления карбоксильной группы от фосфоглюконовой кислоты, образующейся при окислении глюкозы.
Согласно исследованиям Рекера и других в 50-х годах процесс начинается с образования глюкозо-6фосфата, который далее окисляется в фосфоглюконовую кислоту (1) при участии фермента дегидрогеназы глюкозо-6 фосфата
Глюкозо-6-фосфат Лактон 6-фосфоглюконовой 6-Фосфоглюконовая кислота
Фосфоглюконовая кислота в присутствии кислорода расщепляется с образованием рибулозо-5-фосфата и СО2 при участии дегидрогеназы 6 -фосфоглюконата и НФДФ (2).
6-Фосфоглюконовая кислота Рибулоза -5-фосфат
В дальнейшем происходит внутримолекулярная перегруппировка рибулозо-5-фосфата в ксилулозо-5-фосфат при действии фермента фосфопентоэпимеразы. Рибулозо-5-фосфат изомеризуется также в рибозо-5-фосфат.
Рибозо-5-фосфат Рибулозо-5-фосфат Ксилулозо-5-фосфат
В присутствии тиаминпирофосфата (ТПФ) и ионов Мg++ первый и второй атомы углерода ксилулозо-5-фосфата переносятся на молекулу рибозо-5-фосфата. В результате образуется седогептулозо-7фосфат и 3-фосфоглицериновый альдегид:
Ксилулозо-5-фосфат Рибозо-5-фосфат
3-фосфоглицериновый альдегид Седегептулозо-7-фосфат
Реакция (4) катализируется ферментом транскетолазой.
Под действием фермента трансальдолазы фрагмент молекулы седогептулозо-7-фосфата, содержащий три атома углерода, переносится на 3-фосфоглицериновый альдегид. При этом 3-фосфоглицериновый альдегид превращается в фруктозо-6-фосфат, а из седогептулозо-7-фосфат образуется эритрозо-4-фосфат:
Седогептулозо-7-фосфат 3-фосфоглицериновый альдегид
Эритрозо-4-фосфат Фруктозо-6-фосфат [2 стр.223]
На эритрозо-4-фосфат переносится от ксилулозо-5-фосфата группа из двух атомов углерода. В результате реакции образуется фруктозо-фосфат и 3-фосфоглицериновый альдегид:
Ксилулозо-5-фосфат Эритрозо-4-фосфат
3-фосфоглицериновый альдегид Фруктозо-6-фосфат
В результате 4,5 и 6-й реакции три молекулы пентозофосфата превращаются в две молекулы гексозофосфата и одну молекулу триозофосфата. Гексозофосфат снова подвергаться окислению.
Расчёты показывают, что если в пентозофосфатный цикл вступили шесть молекул глюкозо-6-фосфата, то из них образуются 6 молекул СО2 (исключительно за счёт окисления первого углеродного атома), 4 молекулы гексозофосфата и 2 молекулы тризофосфата. Последние молут изомеризоваться в гексозофосфат, который, в свою очередь, может подвергаться окислению и т.д.
Таким образом, в ходе пентозофосфатного цикла происходит не только окисление гексозофосфата с выделением СО2, но и постоянная регенерация гексозофосфата.
Реакции пентозофосфатного цикла показывают также, как образуются в растении триозы(цепь состоит из трёх атомов углерода), тетрозы (содержащие четыре атома углерода), пентозы (содержащие пять атомов углерода), гексозы (содержащие шесть атомов углерода) и гептозы (содержащие семь атомов углерода).[1 стр.224]
Пентозы могут образовываться при декарбоксилировании ULР уроновых кислот, чрезвычайно широко распространённых в растительных организмах в виде различного рода полиуронидов. Имеются экспериментальные данные, свидетельствующие о том, что ксилан синтезируется из ксилозы, которая образуется путём окисления глюкозы у шестого углеродного атома и последующего декарбоксилирования возникающей таким образом уроновой кислоты.
В опытах, проведённых на растениях пшеницы с помощью изотопной методики, было показано, что ксилан особенно легко образуется из глюкуроной кислоты. Результаты этих опытов подтверждают представление о том, что декарбоксилирование галактуроновой и глюкорбоновой кислот (или их полимеров) является важнейшим путём образования арабана и ксилана в растительном организме. Пентозы также могут образовываться путём декарбоксилирования кислот, образующихся при окислении молекул гексозы у первого углеродного атома. Так, при декарбоксилировании фосфоглюконовой кислот ферментными препаратами, выделенными из дрожжей, бактерий и высших растений, образуется фосфорный эфир кетопентозы- рибулозы: образовавшийся таким образом рибулозофосфат под действием рибозофосфат-изомеразы даёт рибозо-фосфат. При этом образуется рибозо-5-фосфат, превращающийся под влиянием фермента фосфорибомутозы в рибозо-1-фосфат. [2 стр.189]
Образовавшаяся рибулоза под действием особой изомеразы может
превращаться может превращаться в арабинозу, а специфическая изомераза
катализирует превращение рибулозо -5-фосфата в ксилулозо-5-фосфат. Таким образом, в результате ферментированных превращений фосфоглюконовой кислоты может образоваться ряд пентозон и их фосфорных эфиров.
Рассматривая описанный путь образования пентоз из гексоз, нужно отметить, что если уроновые кислоты чрезвычайно широко распространены в растениях, то глюконовая кислота и подобные ей другие кислоты в высших растениях не накапливаются. Они лишь промежуточные продукты пентозофосфатного пути окисления гексозофосфатов.
Наконец, образование пентоз можно представить как результат синтезирующего действия альдолазы. При взаимодействии фосфодиоксиацетона и фосфоглицеринового альдегида, происходящем под влиянием альдолазы, образуется фруктозодифосфат. Мейергофом показано, что под действием альдолазы фосфодиоксиацетон может обратимо конденсироваться не только с глицериновым альдегидом, но также с целым рядом других альдегидов, найденных в растениях, причём в результате этой реакции образуются пентозы. [ 2 стр 190]
Пентозофосфатный цикл представляет собой аэробное окисление. Кислород соединяется с водородом, который отщепляется от гликозидного атома углерода глюкозо-6-фосфата при окислении его в 6-фосфоглюконовую кислоту. При этом водород, прежде чем соединиться с кислородом, сначала восстанавливает НАДФ в НАДФН2, который и реагирует в дальнейшем с кислородом воздуха при посредстве цитохромов.
При окислении двух молекул глюкозо-6-фосфата поглащается две молекулы кислорода и выделяется две молекулы СО2 в процессе фотосинтеза.
Меченые атомы позволяют отличить, происходят ли начальные этапы окисления глюкозы при дыхании путём гликолиза или же посредством пентозофосфатного цикла. В том случае, когда субстратом дыхания является глюкоза, меченая по первому атому углерода (глюкозо-1-С14), окисление глюкозы по пентозофосфатному циклу будет сопровождаться выделением С14О2. При окислении глюкозы путём гликолиза в составе углекислоты, выделенной при дыхании, будет преобладать немеченая СО2.
В настоящее время для изучения путей окисления глюкозы попеременно используют глюкозо-1-С14 и глюкозо -6-С14 и определяют в составе выделенной углекислоты отношение С-6:С-1.
При окислении глюкозы через гликолиз и цикл трикорбоновых кислот отношение С6:С1+1, а при окислении по пентозофосфатному циклу С6:С1<1. При проведении эксперимента необходимо определять это отношение в первых пропорциях выделяющейся углекислоты, так как при полном окислении глюкозы отношение С6/С1 равно 1.
Опыты с растениями показали, что у старых тканей отношение С6/С1 меньше единицы (около0,5), а у молодых - около единицы. Следовательно, в молодых тканях глюкоза окисляется преимущественно через гликолиз и цикл трикорбоновых кислот, а в старых- через пентозофосфатный цикл. [3 срт129]
Взаимные превращения фосфосахаров в пентозном цикле.
Окисление и декарбоксилирование шести молекул глюкозо-6-фосфата даёт 6 молекул пентозофосфата, которые способны к взаимным превращениям под действием трансальдолаз и транскетолаз. В качестве промежуточных соединений образуются фосфорилированные эфиры с 3-7 углеродными атомами. Из этих эфиров получаются четыре молекулы фруктозо-6-фосфата и две молекулы глицеральдегид-3-фосфата. Эти две молекулы конденсируют с образованием фосфорного эфира фруктозы или превращаются далее в геакциях гликолиза. Молекулы фруктозо-6-фосфата изомеризуются в глюкозо-6-фосфат и включаются в общий глюкозо-6-фосфатный путь, который далее испоьзуется в гликолизе или пентозном цикле. В равной мере это справедливо и для других промежуточных соединений. Шесть молекул глюкозо-6-фосфата в результате превращений в пентозном цикле дают 6 молекул СО2 и 6 молекул Н2О и вновь синтезируются пять молекул глюкозо-6-фосфата.
1. Гребинский С.О. Биохимия растений. под ред. И.Д.Головацкого. Учебное пособие для студентов биологических факультетов университетов. Издательство Львовского университета, 1967.
2. Кретович В.Л. Биохимия растений: Учебник для биол.факультетов ун-тов.-М.: Высш.школа, 1980.
3. Плешков Б.П.Биохимия сельскохозяйственных растений. 2-е доп.изд. Под ред.акад. ВАСХНИЛ В.М.Клечковского. М., «Колос», 1969
4. Материалы с сайта www.xumuk.ru/encyklopedia
Периоды и фазы клеточного цикла. Последовательное прохождение клеткой периодов цикла без пропуска или возврата к предыдущим стадиям. Деление исходной клетки на две дочерние клетки. Циклины и циклин-зависимые киназы; деление эукариотической клетки; митоз. контрольная работа [25,0 K], добавлен 21.11.2009
Автотрофные и гетеротрофные клетки, уравнение, сущность фотосинтеза, его световая, темновая фаза. Хемосинтез как преобразование энергии реакций окисления неорганических веществ в химическую энергию синтезируемых органических соединений, биосинтез белков. реферат [21,5 K], добавлен 07.10.2009
Открытие вирусов, их размеры, особенности строения и жизненный цикл. Синтез компонентов вирусной частицы - нуклеиновой кислоты и белков капсида. Вирусы растений, животных и человека как возбудители различных заболеваний. Эволюционное развитие вирусов. контрольная работа [433,8 K], добавлен 15.03.2014
Риккетсии — облигатные внутриклеточные паразиты, размножающиеся в цитоплазме эндотелиальных клеток, их жизненный цикл. Нормальное развитие хламидий. Морфология микоплазм - мельчайших частиц, являющихся самыми мелкими самореплицирующими прокариотами. презентация [630,2 K], добавлен 22.05.2015
Строение сосальщиков: форма тела; пищеварительная система. Кровеносная и нервная система у сосальщиков. Органы выделения у сосальщиков. Пути заражения плоскими червями-сосальщиками. Жизненный цикл печеночного сосальщика. Цикл развития сосальщиков. презентация [128,9 K], добавлен 23.03.2011
Период жизнедеятельности клетки, в котором происходят все обменные процессы и деление. Интерфаза, метафаза и анафаза, деление клетки. Биологический смысл митоза. Вирусы и бактериофаги как неклеточные формы жизни. Виды и формы размножения организмов. реферат [20,3 K], добавлен 06.07.2010
Уровни организации живой материи. Положения клеточной теории. Органоиды клетки, их строение и функции. Жизненный цикл клетки. Размножение и его формы. Наследственность и изменчивость как фундаментальные свойства живого. Закон моногибридного скрещивания. шпаргалка [73,2 K], добавлен 03.07.2012
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Пентозный цикл и взаимопревращения фосфосахаров реферат. Биология и естествознание.
Сочинение По Тексту Лежать На Траве
Дипломная работа по теме Проектирование устройства изменения голоса для средств связи
Курсовая работа по теме Анализ организации труда персонала на примере ООО 'Япона Мама'
Доклад по теме Нормативно-правовая база осуществления процедуры реструктуризации в рамках конкурсного производства
Реферат по теме Понятие территориальной организации хозяйства
Курс Лекций На Тему Кримінологія
Историческое Сочинение По Личности План 2022
Опыт анализа насилия в семье за 2000 г.
Контрольная Работа На Тему Физико-Географическая И Навигационная Характеристика Арктических Морей И Северного Морского Пути
Контрольная работа по теме Понятие власти. Специфика политической власти
Реферат: Инновации в контроле
Реферат: Мембранные технологии
Курсовая работа: Эффективность педагогического процесса. Скачать бесплатно и без регистрации
В Списках Не Значился Сочинение Подвиг
Курсовая работа по теме Вклад в управление В.М. Глушкова
Курсовая работа по теме Правила оформления документации при передаче дел в архив
Контрольная Работа На Тему Специфика Системного Метода Исследования
Реферат по теме Плата за земли сельскохозяйственного назначения, земли городов и иных населенных пунктов
Ответ на вопрос по теме Философия Милетской и Элейской школ
Реферат по теме Німецька класична філософія
Изучение видового состава семейства Scolytidae, распространенного на территории Гомельского района - Биология и естествознание курсовая работа
Управление и контроль безопасности жизнедеятельности - Безопасность жизнедеятельности и охрана труда реферат
Проверка соблюдения требований пожарной безопасности при проектировании электрооборудования склада хранения этана в баллонах - Безопасность жизнедеятельности и охрана труда курсовая работа