Обмен углеводов. Гликолиз

Содержание

Слайд 2

Значение обмена углеводов. Углеводы служат источником энергии. Выделяющаяся при окислении углеводов

Значение обмена углеводов.

Углеводы служат источником энергии. Выделяющаяся при окислении углеводов энергия

в основном запасается в виде АТФ.
Углеводы являются источником многих органических соединений в клетке. Так, из углеводов могут синтезироваться липиды, белки и нуклеиновые кислоты.
Автотрофные организмы синтезируют углеводы в процессе фотосинтеза и хемосинтеза (так связывается углерод и запасается энергия), а гетеротрофные – получают их с пищей (крахмал, глюкоза, сахароза и др.)
Слайд 3

Слайд 4

Пути распада углеводов в живых организмах. Главный путь окисления углеводов в

Пути распада углеводов в живых организмах.

Главный путь окисления углеводов в аэробных

условиях – дыхание.
С6Н12О6(Д-глюкоза) +6О2 6СО2 + 6Н2О ΔG’0=-2850кДж/моль
Энергетический эффект окисления одной молекулы глюкозы в процессе дыхания составляет 38 АТФ.
Основным механизмом распада углеводов в анаэробных условиях является брожение.
Оно осуществляется,главным образом, микроорганизмами
Например:
Спиртовое брожение:
С6Н12О6(Д-глюкоза) Дрожжи 2С2Н5ОН + 2СО2 ΔG’0=-200кДж/моль
Молочнокислое брожение:
С6Н12О6(Д-глюкоза)Молочно-кислые бактерии 2СН3 – СН(ОН) – СООН
Слайд 5

Катаболизм (распад углеводов) В анаэробных условиях в клетках животных и растений

Катаболизм (распад углеводов)

В анаэробных условиях в клетках животных и растений происходит

анаэробный гликолиз, молекулярный механизм которого совпадает с молочнокислым брожением:
С6Н12О6(Д-глюкоза) 2СН3 – СН(ОН) – СООН
Пентозофосфатный путь превращения
Д-глюкозы (апотомический путь распада).
Служит источником НАДФН*Н+ и пентоз.
Слайд 6

Распад поли- и олигосахаридов. Гидролиз и фосфоролиз. Гидролиз крахмала ускоряется ферментами

Распад поли- и олигосахаридов. Гидролиз и фосфоролиз.

Гидролиз крахмала ускоряется ферментами из

класса гидролаз, п/кл гликозидазы:
α-амилаза обнаружена в слюне и тонком кишечнике животных и человека. Это эндогидролаза. Гидролиз крахмала идет ступенчато: сначала образуются декстрины, а конечными продуктами гидролиза являются Д-мальтоза и Д-глюкоза.
Присутствует также у всех растений.
β-амилаза характерна только для высших растений. Ускоряет гидролиз α-1,4-гликозидных связей полисахаридов с нередуцирующего конца с образованием Д-мальтозы.
Слайд 7

Распад поли- и олигосахаридов. Гидролиз и фосфоролиз. γ-амилаза распространена в тканях

Распад поли- и олигосахаридов. Гидролиз и фосфоролиз.

γ-амилаза распространена в тканях животных

и плесневых грибов. Экзогидролаза. Ускоряет гидролиз α-1,4-гликозидных связей полисахаридов с нередуцирующего конца с образованием Д-глюкозы.
Амило-1,6-глюкозидаза. Ускоряет гидролиз 1,6-гликозидных связей у крахмала и гликогена. Характерен для животных, растений, микроорганизмов. Олигосахариды также распадается до моносахаридов с помощью ферментов – гидролаз.
Таким образом, на этой стадии распада углеводов путем гидролиза образуются моносахариды: Д-глюкоза, Д-фруктоза, Д-галактоза и др.
Слайд 8

Фосфоролиз гликогена. Гликоген чаще распадается в клетках животных путем фосфоролиза при

Фосфоролиз гликогена.

Гликоген чаще распадается в клетках животных путем фосфоролиза при участии

гликогенфосфорилазы (класс трансферазы, подкласс гликозилтрансферазы).
Слайд 9

Фосфоролиз гликогена. Конечным продуктом распада гликогена путем фосфоролиза является глюкозо-1-фосфат. Известны

Фосфоролиз гликогена.

Конечным продуктом распада гликогена путем фосфоролиза является
глюкозо-1-фосфат.
Известны случаи

фосфоролиза дисахаридов. Например, мальтоза может распадаться до глюкозо-1фосфата и глюкозы.
Слайд 10

Превращение моносахаридов. Пути синтеза глюкозо-6-фосфата и значение этого соединения. Все моносахариды

Превращение моносахаридов. Пути синтеза глюкозо-6-фосфата и значение этого соединения.

Все моносахариды в дальнейшем

фосфорилируются.

1’. Д-фруктоза + АТФ Гексокиназа, Mg2+Д-фруктозо-6-фосфат + АДФ
2. Изомеризация гексозофосфатов
Д-фруктозо-6фосфат Глюкозофосфат изомераза Д-глюкозо-6фосфат

Слайд 11

Превращение моносахаридов. Пути синтеза глюкозо-6-фосфата и значение этого соединения. 3. Д-глюкозо-1-фосфат

Превращение моносахаридов. Пути синтеза глюкозо-6-фосфата и значение этого соединения.

3. Д-глюкозо-1-фосфат Фосфоглюкомутаза

Д-глюкоза-6-фосфат
Глюкозо-6-фосфат – ключевое соединение в обмене углеводов. С него начинается все важнейшие катаболические реакции углеводов: дыхание, пентозофосфатный цикл, гликолиз, спиртовое брожение.
Слайд 12

Распад полисахаридов в желудочно-кишечном тракте человека. Углеводы составляют существенную часть рациона

Распад полисахаридов в желудочно-кишечном тракте человека.

Углеводы составляют существенную часть рациона человека.

Особенно много углеводов содержат крупы, лапша и макароны (65-75%), хлеб (50%), картофель (до 25%). Очень мало их в мясомолочных продуктах (0,5-2%).
Переваривание углеводов начинается в ротовой полости. В составе слюны содержится два фермента: α-амилаза и мальтаза.
Специфической особенностью α-амилазы слюны является способность гидролизовать только те пищевые продукты, которые подвергались термической обработке при приготовлении пищи.
Слайд 13

Распад полисахаридов в желудочно-кишечном тракте человека. Пища в ротовой полости находится

Распад полисахаридов в желудочно-кишечном тракте человека.

Пища в ротовой полости находится недолго,

после попадания ее в желудок постепенно пищевой комок пропитывается кислым желудочным соком. Низкие значения рН инактивируют α-амилазу слюны. В желудке амилолитические ферменты отсутствуют.
Основным местом переваривания крахмала и гликогена является тонкий кишечник, где на них действует α-амилаза поджелудочной железы. Она может расщеплять крахмал, не подвергшийся термической обработке при приготовлении пищи. В желудочном соке также содержится фермент мальтаза, расщепляющая мальтозу до остатков глюкозы. Образующиеся моносахариды хорошо всасываются кишечной стенкой.
Слайд 14

Слайд 15

Анаэробный гликолиз. Значение, стадии. Энергетический эффект. Общее уравнение: С6Н12О6 + 2Ф

Анаэробный гликолиз. Значение, стадии. Энергетический эффект.

Общее уравнение: С6Н12О6 + 2Ф

+ 2АДФ
2СН3–СН(ОН)–СООН + 2АТФ
2 стадии
I. Первая стадия (подготовительная).
Включает пять реакций, потребляется АТФ.
1. Фосфорилирование глюкозы.

Реакция необратима. Является первой пусковой реакцией гликолиза.

Слайд 16

Анаэробный гликолиз 2. Изомеризация глюкозо-6-фосфата во фруктозо-6-фосфат.

Анаэробный гликолиз

2. Изомеризация глюкозо-6-фосфата во фруктозо-6-фосфат.

Слайд 17

Анаэробный гликолиз 3. Фосфорилирование фруктозо-6-фосфата с образованием фруктозо-1,6-дифосфата. Это вторая необратимая

Анаэробный гликолиз

3. Фосфорилирование фруктозо-6-фосфата с образованием фруктозо-1,6-дифосфата.

Это вторая необратимая реакция гликолиза,

вторая пусковая реакция гликолиза, используется вторая молекула АТФ.
Слайд 18

Анаэробный гликолиз 4. Распад фруктозо-1,6-дифосфата на две триозы

Анаэробный гликолиз

4. Распад фруктозо-1,6-дифосфата на две триозы

Слайд 19

Анаэробный гликолиз 5. Изомеризация триозофосфатов

Анаэробный гликолиз

5. Изомеризация триозофосфатов

Слайд 20

Анаэробный гликолиз II. Вторая стадия гликолиза (окислительная), на которой запасается энергия

Анаэробный гликолиз

II. Вторая стадия гликолиза (окислительная), на которой запасается энергия в

виде АТФ.
6. Окисление глицеральдегида-3-фосфата до 3-фосфоглицероил фосфата.

Фермент: глицеральдегидфосфат дегидрогеназа (НАД+ и 4 групп НS-групп)

А)

Б)

В)

Слайд 21

Анаэробный гликолиз 7. Перенос фосфата от 3-глицероилфосфата на АДФ (синтез АТФ)

Анаэробный гликолиз

7. Перенос фосфата от
3-глицероилфосфата на АДФ (синтез АТФ)

Слайд 22

Анаэробный гликолиз 8. Превращение 3-фосфоглицерата в 2-фосфоглицерат

Анаэробный гликолиз

8. Превращение 3-фосфоглицерата в
2-фосфоглицерат

Слайд 23

Анаэробный гликолиз 9. Дегидратация фосфоглицерата с образованием 2-фосфоенолпирувата

Анаэробный гликолиз

9. Дегидратация фосфоглицерата с образованием 2-фосфоенолпирувата

Слайд 24

Анаэробный гликолиз 10. Перенос фосфата на АДФ (синтез АТФ)

Анаэробный гликолиз

10. Перенос фосфата на АДФ (синтез АТФ)

Слайд 25

Анаэробный гликолиз 11. Восстановление пирувата до лактата

Анаэробный гликолиз

11. Восстановление пирувата до лактата

Слайд 26

Слайд 27

Энергетический эффект анаэробного гликолиза. На второй стадии образовалось в расчете на

Энергетический эффект анаэробного гликолиза.

На второй стадии образовалось в расчете на Д-глюкозу

– 4 АТФ, 2 АТФ использовались на первом этапе.
4 АТФ – 2 АТФ = 2 АТФ
Слайд 28

Гликогенолиз, реакции, отличающие гликогенолиз от анаэробного гликолиза. Энергетический эффект. Исходным веществом

Гликогенолиз, реакции, отличающие гликогенолиз от анаэробного гликолиза. Энергетический эффект.

Исходным веществом является

гликоген, конечным – лактат (молочная кислота)
Распад гликогена идет в основном в мышцах. Отличается от анаэробного гликолиза только первыми реакциями.
Слайд 29

Гликогенолиз, реакции, отличающие гликогенолиз от анаэробного гликолиза. Энергетический эффект. Гликоген Гликогенфосфорилаза

Гликогенолиз, реакции, отличающие гликогенолиз от анаэробного гликолиза. Энергетический эффект.

Гликоген Гликогенфосфорилаза Глюкозо-1-фосфат

Фосфоглюкомутаза Глюкоза-6фосфат Далее как гликолиз
Гликоген вовлекается в анаэробный гликолиз с помощью амило-1,6-глюкозидазы, гликогенфосфорилазы и фосфоглюкомутазы.
Так как на образование фруктозо-1,6-дифосфата тратится 1 АТФ, то энергетический выход гликогенолиза 3 АТФ.
Слайд 30

Слайд 31

Спиртовое брожение: значение. Реакции заключительного этапа брожения. Энергетический эффект. Спиртовое брожение

Спиртовое брожение: значение. Реакции заключительного этапа брожения. Энергетический эффект.

Спиртовое брожение совпадает

с анаэробным гликолизом до пирувата. Далее отличия:
11.
12.
Суммарное уравнение:
Слайд 32

Субстратное фосфорилирование Фосфорилирование – это синтез АТФ из АДФ и Ф.

Субстратное фосфорилирование

Фосфорилирование – это синтез АТФ из АДФ и Ф.
Субстратное фосфорилирование

– когда энергия для синтеза АТФ поступает непосредственно с субстрата. Это простейший, примитивный путь фосфорилирования.
Например: