Jeg snakket om hva det faktisk er, hvorfor Krebs-syklusen er nødvendig og hvilken plass den opptar i stoffskiftet. La oss nå gå ned til selve reaksjonene i denne syklusen.
Jeg tar en reservasjon med en gang - for meg personlig var det å huske reaksjoner en helt meningsløs øvelse før jeg ordnet spørsmålene ovenfor. Men hvis du allerede har forstått teorien, foreslår jeg at du går videre til praksis.
Du kan se mange måter å skrive Krebs-syklusen på. De vanligste alternativene er noe som dette:
Men det som virket mest praktisk for meg var metoden for å skrive reaksjoner fra den gode gamle læreboken om biokjemi fra forfatterne T.T. Berezov. og Korovkina B.V.
Første reaksjon
Det allerede kjente Acetyl-CoA og Oxaloacetate kombineres og blir til sitrat, det vil si til sitronsyre.
Andre reaksjon
Nå tar vi sitronsyre og snur den isositronsyre. Et annet navn for dette stoffet er isocitrat.
Faktisk er denne reaksjonen noe mer komplisert, gjennom et mellomstadium - dannelsen av cis-akonitsyre. Men jeg bestemte meg for å forenkle det slik at du husker det bedre. Om nødvendig kan du legge til det manglende trinnet her hvis du husker alt annet.
I hovedsak byttet de to funksjonelle gruppene rett og slett plass.
Tredje reaksjon
Så vi har isositronsyre. Nå må det dekarboksyleres (det vil si at COOH fjernes) og dehydrogeneres (det vil si at H fjernes). Det resulterende stoffet er a-ketoglutarat.
Denne reaksjonen er kjent for dannelsen av HADH 2-komplekset. Dette betyr at NAD-transportøren henter hydrogen for å starte respirasjonskjeden.
Jeg liker versjonen av Krebs-syklusreaksjonene i læreboken til Berezov og Korovkin nettopp fordi atomene og funksjonelle gruppene som deltar i reaksjonene umiddelbart er godt synlige.
Fjerde reaksjon
Igjen, nikotinamid adenin dinukleotid fungerer som smurt, altså OVER. Denne fine bæreren kommer hit, akkurat som i det siste trinnet, for å ta tak i hydrogenet og bære det inn i respirasjonskjeden.
Det resulterende stoffet er forresten succinyl-CoA, bør ikke skremme deg. Succinat er et annet navn for ravsyre, som er kjent for deg fra tiden med bioorganisk kjemi. Succinyl-Coa er en forbindelse av ravsyre med koenzym-A. Vi kan si at dette er en ester av ravsyre.
Femte reaksjon
I forrige trinn sa vi at succinyl-CoA er en ester av ravsyre. Og nå skal vi få sama ravsyre, det vil si succinat, fra succinyl-CoA. Ekstremt viktig poeng: det er i denne reaksjonen som oppstår substratfosforylering.
Fosforylering generelt (det kan være oksidativt og substrat) er tilsetning av en fosforgruppe PO 3 til BNP eller ATP for å oppnå en fullstendig GTF, eller, henholdsvis, ATP. Substratet er forskjellig ved at denne samme fosforgruppen blir revet bort fra alle stoffer som inneholder den. Vel, enkelt sagt, det overføres fra SUBSTRATE til HDF eller ADP. Det er derfor det kalles "substratfosforylering."
Nok en gang: i begynnelsen av substratfosforylering har vi et difosfatmolekyl - guanosindifosfat eller adenosindifosfat. Fosforylering består i at et molekyl med to fosforsyrerester - HDP eller ADP - "kompletteres" til et molekyl med tre fosforsyrerester for å produsere guanosin TRIfosfat eller adenosin TRIfosfat. Denne prosessen skjer under omdannelsen av succinyl-CoA til succinat (dvs. ravsyre).
I diagrammet kan du se bokstavene F (n). Det betyr "uorganisk fosfat". Uorganisk fosfat overføres fra underlaget til HDP slik at reaksjonsproduktene inneholder god, komplett GTP. La oss nå se på selve reaksjonen:
Sjette reaksjon
Neste transformasjon. Denne gangen ravsyre, som vi mottok i siste etappe, blir til fumarat, legg merke til den nye dobbeltbindingen.
Diagrammet viser tydelig hvordan den deltar i reaksjonen FAD: Denne utrettelige bæreren av protoner og elektroner tar opp hydrogen og drar det direkte inn i respirasjonskjeden.
Syvende reaksjon
Vi er allerede i mål. Det nest siste stadiet av Krebs-syklusen er reaksjonen som konverterer fumarat til L-malat. L-malat er et annet navn L-eplesyre, kjent fra kurset i bioorganisk kjemi.
Hvis du ser på selve reaksjonen, vil du se at den for det første går begge veier, og for det andre er essensen hydrering. Det vil si at fumarat ganske enkelt fester et vannmolekyl til seg selv, noe som resulterer i L-eplesyre.
Åttende reaksjon
Den siste reaksjonen i Krebs-syklusen er oksidasjonen av L-eplesyre til oksaloacetat, det vil si til oksaloeddiksyre. Som du forstår, er "oksaloacetat" og "oksaloeddiksyre" synonymer. Du husker sikkert at oksaloeddiksyre er en del av den første reaksjonen i Krebs-syklusen.
Her legger vi merke til det særegne ved reaksjonen: dannelse av NADH 2, som vil frakte elektroner inn i respirasjonskjeden. Ikke glem også reaksjoner 3,4 og 6, elektron- og protonbærere for respirasjonskjeden dannes også der.
Som du kan se, fremhevet jeg spesifikt med rødt reaksjonene der NADH og FADH2 dannes. Dette er veldig viktige stoffer for respirasjonskjeden. Jeg fremhevet med grønt reaksjonen der substratfosforylering skjer og GTP produseres.
Hvordan huske alt dette?
Egentlig er det ikke så vanskelig. Etter å ha lest de to artiklene mine i sin helhet, samt læreboken og forelesningene dine, trenger du bare å trene på å skrive disse reaksjonene. Jeg anbefaler å huske Krebs-syklusen i blokker med 4 reaksjoner. Skriv disse 4 reaksjonene flere ganger, for hver og en velg en assosiasjon som passer ditt minne.
For eksempel husket jeg umiddelbart veldig lett den andre reaksjonen, der sitronsyre(Jeg tror alle er kjent med det fra barndommen) det dannes isositronsyre.
Du kan også bruke mnemonics som: " En hel ananas og et stykke sufflé er faktisk lunsjen min i dag, som tilsvarer serien - sitrat, cis-akonitat, isositrat, alfa-ketoglutarat, succinyl-CoA, succinat, fumarat, malat, oksaloacetat." Det er en haug flere som dem.
Men for å være ærlig har jeg nesten aldri likt slike dikt. Etter min mening er det lettere å huske selve reaksjonsrekkefølgen. Det hjalp meg mye å dele Krebs-syklusen i to deler som jeg øvde på å skrive flere ganger i timen hver. Som regel skjedde dette i klasser som psykologi eller bioetikk. Dette er veldig praktisk - uten å bli distrahert fra forelesningen, kan du bruke bokstavelig talt et minutt på å skrive reaksjonene slik du husker dem, og deretter sjekke dem med riktig alternativ.
Forresten, på noen universiteter, under tester og eksamener i biokjemi, krever ikke lærere kunnskap om selve reaksjonene. Du trenger bare å vite hva Krebs-syklusen er, hvor den forekommer, hva dens funksjoner og betydning er, og selvfølgelig selve transformasjonskjeden. Bare kjeden kan navngis uten formler, kun ved å bruke navnene på stoffene. Denne tilnærmingen er ikke uten mening, etter min mening.
Jeg håper guiden min til TCA-syklusen har vært nyttig for deg. Og jeg vil minne deg på at disse to artiklene ikke er en fullstendig erstatning for dine forelesninger og lærebøker. Jeg skrev dem bare slik at du omtrent forstår hva Krebs-syklusen er. Hvis du plutselig ser noen feil i guiden min, vennligst skriv om det i kommentarfeltet. Takk for oppmerksomheten!
3O(n2cnc1c(ncnc12)N)(O)3OP(=O)(O)O]
Koenzym A (koenzym A, CoA, CoA, HSKoA)- acetyleringskoenzym; et av de viktigste koenzymene som deltar i overføringsreaksjonene til acylgrupper under syntese og oksidasjon fettsyrer og oksidasjon av pyruvat i sitronsyresyklusen.
Struktur
600 pikslerBiosyntese
Koenzym A syntetiseres i fem trinn fra pantotensyre (vitamin B 5) og cystein:
- Pantotensyre fosforylert til 4'-fosfonantotenat av enzymet pantotenatkinase
- Cystein tilsettes til 4"-fosfopantotenat av enzymet for å danne 4"-fosfo-N-pantotenoylcystein
- 4"-fosfo-N-pantothenoylcystein dekarboksyleres for å danne 4"-fosfopantotein av enzymet fosfopantotenoylcystein-dekarboksylase
- 4"-fosfopantotein med adenylsyre danner defosfo-CoA under påvirkning av enzymet fosfopantotein adenyltransferase
- Til slutt blir defosfo-CoA fosforylert av ATP til koenzym A av enzymet defosfokoenzymkinase.
Biokjemisk rolle
En rekke biokjemiske reaksjoner er assosiert med CoA, som ligger til grunn for oksidasjon og syntese av fettsyrer, biosyntese av fett og oksidative transformasjoner av. I alle tilfeller fungerer CoA som et mellomprodukt som binder og overfører sure rester til andre stoffer. I dette tilfellet gjennomgår de sure restene i sammensetningen av forbindelsen med CoA en eller annen transformasjon, eller overføres uten endringer til visse metabolitter.
Oppdagelseshistorie
Koenzymet ble først isolert fra leveren til en due i 1947 av F. Lipman. Strukturen til koenzym A ble bestemt på begynnelsen av 1950-tallet av F. Linen ved Lister Institute i London. Den fullstendige syntesen av CoA ble utført i 1961 av X. Koran.
Liste over acyl-CoAs
Ulike acylderivater av koenzym A har blitt isolert og identifisert fra naturlige forbindelser:
Acyl-CoA fra karboksylsyrer:
- Propionyl-CoA
- Acetoacetyl-CoA
- Kumarol-CoA
- Butyryl-CoA
Acyl-CoA fra dikarboksylsyrer:
- Malonil-CoA
- Succinyl-CoA
- Hydroksymetylglutaryl-CoA
- Pimenyl-CoA
Acyl-CoA fra karbocykliske syrer:
- Benzoyl-CoA
- Fenylacetyl-CoA
Det er også en rekke fettsyreacyl-CoAs som spiller stor verdi som substrater for lipidsyntesereaksjoner.
Se også
Skriv en anmeldelse om artikkelen "Koenzym A"
Notater
Litteratur
- Filippovich, Yu B. Fundamentals of biochemistry: Lærebok. for kjemikalier. og biol. spesialist. ped. un-tov og in-tov / Yu B. Filippovich. – 4. utgave, revidert. og tillegg – M.: “Agar”, 1999. – 512 s., ill.
- Berezov, T. T. Biologisk kjemi: Lærebok / T. T. Berezov, B. F. Korovkin. – 3. utg., revidert. og tillegg – M.: Medisin, 1998. – 704 s., ill.
- Ovchinnikov, Yu A. Bioorganisk kjemi / Yu. – M.: Utdanning, 1987. – 815 s., ill.
- Plemenkov, V.V. Introduksjon til kjemien til naturlige forbindelser / V.V. – Kazan: KSU, 2001. – 376 s.
|
||||||||||||||
Utdrag som beskriver koenzym A
Pappa var rasende... Han hatet det når folk ikke brøt sammen. Han hatet det hvis de ikke var redde for ham... Og derfor, for de "ulydige", fortsatte torturen mye mer vedvarende og sint.Morone ble hvit som døden. Store svettedråper trillet nedover det tynne ansiktet hans og brøt av og dryppet til bakken. Hans utholdenhet var fantastisk, men jeg forsto at han ikke kunne fortsette slik lenge - hver levende kropp hadde en grense... Jeg ønsket å hjelpe ham, for å prøve å lindre smerten på en eller annen måte. Og så dukket det plutselig opp en morsom idé, som jeg umiddelbart prøvde å implementere - steinen som hang på kardinalens føtter ble vektløs!... Caraffa la heldigvis ikke merke til dette. Og Morone løftet øynene overrasket, og lukket dem så raskt for ikke å gi det bort. Men jeg klarte å se - han forsto. Og hun fortsatte å "trylle" videre for å lindre smertene hans så mye som mulig.
- Gå vekk, Madonna! – utbrøt pappa misfornøyd. "Du hindrer meg i å nyte skuespillet." Jeg har lenge ønsket å se om vår kjære venn vil være så stolt etter "arbeidet" til bøddelen min? Du forstyrrer meg, Isidora!
Dette betydde at han likevel forsto...
Caraffa var ingen seer, men han fanget på en eller annen måte mange ting med sin utrolig skarpe sans. Så nå, da han kjente at noe skjedde og ikke ønsket å miste kontrollen over situasjonen, beordret han meg til å gå.
Men nå ville jeg ikke dra lenger. Den uheldige kardinalen trengte min hjelp, og jeg ønsket oppriktig å hjelpe ham. For jeg visste at hvis jeg lot ham være alene med Caraffa, visste ingen om Morone ville se den kommende dagen. Men Karaffa brydde seg tydeligvis ikke om mine ønsker... Uten engang å tillate meg å være indignert, bar den andre bøddelen meg bokstavelig talt ut døra og, dyttet meg mot korridoren, returnerte til rommet der Karaffa ble alene med Karaffa, om enn en veldig modig, men fullstendig hjelpeløs, god mann..
Jeg sto i korridoren, forvirret og lurte på hvordan jeg kunne hjelpe ham. Men dessverre var det ingen vei ut av hans triste situasjon. I alle fall, jeg kunne ikke finne ham så raskt... Selv om, for å være ærlig, situasjonen min nok var enda tristere... Ja, mens Caraffa ennå ikke hadde plaget meg. Men fysisk smerte var ikke så forferdelig som plagene og døden til kjære var... Jeg visste ikke hva som skjedde med Anna, og redd for å blande meg på en eller annen måte, ventet jeg hjelpeløst... Fra min triste opplevelse forsto jeg altfor godt at jeg var sint noen utslett handling av Papu, og resultatet vil bare bli verre - Anna vil sannsynligvis måtte lide.
Dagene gikk, og jeg visste ikke om jenta mi fortsatt var i Meteora? Dukket Caraffa opp bak henne?.. Og var alt i orden med henne?
Livet mitt var tomt og rart, om ikke håpløst. Jeg kunne ikke forlate Karaffa, fordi jeg visste at hvis jeg bare forsvant, ville han umiddelbart ta ut sitt sinne på min stakkars Anna... Dessuten var jeg fortsatt ikke i stand til å ødelegge ham, fordi jeg ikke fant en vei til beskyttelsen som han ga han var en gang en "fremmed" person. Tiden fløt nådeløst, og jeg kjente mer og mer hjelpeløsheten min, som sammen med passivitet begynte å sakte gjøre meg gal...
Nesten en måned har gått siden mitt første besøk i kjelleren. Det var ingen i nærheten som jeg kunne si et ord med. Ensomhet undertrykt mer og dypere, plantet en tomhet i hjertet, akutt krydret med fortvilelse ...
Jeg håpet virkelig at Morone fortsatt overlevde, til tross for "talentene" til paven. Men hun var redd for å gå tilbake til kjellerne, for hun var ikke sikker på om den uheldige kardinalen fortsatt var der. Mitt gjenbesøk kan bringe over ham Caraffas virkelige sinne, og Morona måtte betale veldig dyrt for dette.
Da jeg holdt meg avskjermet fra all kommunikasjon, tilbrakte jeg dagene mine i fullstendig "ensomhet." Helt til hun til slutt ikke orket lenger, gikk hun ned i kjelleren igjen...
Rommet der jeg fant Morone for en måned siden var tomt denne gangen. Man kunne bare håpe at den modige kardinalen fortsatt var i live. Og jeg ønsket ham oppriktig lykke til, noe fangene i Caraffa, dessverre, tydeligvis manglet.
Og siden jeg allikevel allerede var i kjelleren, etter å ha tenkt litt, bestemte jeg meg for å se videre og åpnet nabodøren forsiktig...
Og der, på et forferdelig torturinstrument, lå en helt naken, blodig ung jente, hvis kropp var en ekte blanding av levende brent kjøtt, kutt og blod, og dekket henne fra topp til tå... Verken bøddelen eller desto mer - Caraffa, heldigvis for meg var det ingen tortur i torturrommet.
Jeg gikk stille bort til den uheldige kvinnen og strøk forsiktig over det hovne, ømme kinnet hennes. Jenta stønnet. Så, mens jeg forsiktig tok de skjøre fingrene hennes inn i håndflaten min, begynte jeg sakte å "behandle" henne... Snart så klare, grå øyne på meg overrasket...
- Stille, kjære... Ligg stille. Jeg skal prøve å hjelpe deg så mye som mulig. Men jeg vet ikke om jeg får nok tid... Du har blitt såret mye, og jeg er ikke sikker på om jeg vil være i stand til å "fikse" alt raskt. Slapp av, min kjære, og prøv å huske noe godt... hvis du kan.
Jenta (hun viste seg å være bare et barn) stønnet og prøvde å si noe, men av en eller annen grunn kom ikke ordene ut. Hun mumlet, ute av stand til å uttale selv det korteste ordet klart. Og så slo en forferdelig erkjennelse meg - denne uheldige kvinnen hadde ingen tunge!!! De rev den ut... for ikke å si for mye! Slik at hun ikke skulle skrike sannheten når de brenner henne på bålet... Slik at hun ikke skulle være i stand til å si hva de gjorde mot henne...
KOENSYMER(syn. koenzymer) - lavmolekylære organiske forbindelser av biologisk opprinnelse, nødvendige som ekstra spesifikke komponenter (kofaktorer) for den katalytiske virkningen av en rekke enzymer. Mange vitaminer er derivater av vitaminer. Biol, effekten av en betydelig gruppe vitaminer (gruppe B) bestemmes av deres transformasjon til vitaminer og enzymer i cellene i kroppen. Det ble gjort forsøk (og ikke mislykkede) på direkte å bruke noen K. til å behandle. mål. Vanskelighetene som oppstår i dette tilfellet er at kvantitative bestemmelser av K.-innhold i blod og organer ikke alltid gjøres, og enda mindre ofte bestemmes aktiviteten til enzymer som syntetiserer eller ødelegger K. som studeres under normale og patologiske forhold. Når en mangel på et eller annet vitamin oppdages i en sykdom, prøver de vanligvis å eliminere det ved å introdusere det tilsvarende vitaminet i kroppen. Men hvis systemene for syntese av det manglende vitaminet blir forstyrret, noe som ofte er tilfelle, mister introduksjonen av et slikt vitamin sin betydning: terapeutisk effekt kan kun oppnås ved å introdusere det manglende koenzymet. Med lech. formål brukes kokarboksylase (se tiamin), FAD, koenzymformer av vitamin B 12 (se cyanokobalamin) og noe annet K. Til dette formål administreres K. parenteralt, men selv under denne tilstanden er det ikke alltid tillit til at de kan trenge inn til stedet for deres handling (inn i det intracellulære miljøet) uten å splittes.
Har en liten brygge. vekt, K., i motsetning til proteinbiokatalysatorer (enzymer), er preget av termisk stabilitet og tilgjengelighet for dialyse. Respiratoriske kromogener av planter (polyfenoler), glutaminsyre, ornitin, bisfosfater (difosfater) av glukose og glyserolsyre og andre metabolitter som under visse omstendigheter virker som kofaktorer for enzymatiske overføringsprosesser, blir ofte referert til som K. av de tilsvarende prosessene. Det er mer korrekt å bruke begrepet "koenzym" bare på forbindelser, biol, hvis funksjon er redusert helt eller overveiende til deres spesifikke deltakelse i virkningen av enzymer (se).
Begrepet "koenzym" ble foreslått av G. Bertrand i 1897 for å betegne funksjonen til mangansalter, som han anså for å være en spesifikk kofaktor for fenolase (lakkase); imidlertid nå uorganiske komponenter Enzymsystemer er vanligvis ikke klassifisert som K. Eksistensen av ekte (organisk) K. ble først etablert av engelskmennene. biokjemikerne A. Harden og W. Young i 1904, som viste at dialyse fjerner det termostabile organiske stoffet som er nødvendig for virkningen av enzymkomplekset som katalyserer alkoholisk gjæring fra enzymekstrakter fra gjærceller (se). Denne hjelpegjæringskatalysatoren ble kalt cosimase av Harden og Young; strukturen ble etablert i 1936 i laboratoriene til H. Euler-Helpin og O. Warburg nesten samtidig.
Virkningsmekanismen til K. er ikke den samme. I mange tilfeller fungerer de som mellomakseptorer (transportører) av visse kjemikalier. grupper (fosfat, acyl, amin, etc.), hydrogenatomer eller elektroner. I andre tilfeller deltar K. i aktiveringen av molekyler av substrater for enzymatiske reaksjoner, og danner reaktive mellomforbindelser med disse molekylene. I form av slike forbindelser gjennomgår substrater visse enzymatiske transformasjoner; Dette er funksjonene til glutation (se) som et koenzym av glyoksalase og formaldehyddehydrogenase, CoA - i en rekke transformasjoner av fettsyrer (se) og andre organisk sett osv.
Typiske K. danner skjøre, sterkt dissosierte forbindelser med spesifikke proteiner (apoenzymer) av løselige enzymer, som de lett kan skilles fra ved dialyse (se) eller gelfiltrering (se). I mange gruppeoverføringsreaksjoner som skjer under konjugert virkning av to enzymproteiner, skjer den vekslende reversible tilsetningen av K-partikler til molekylene til disse proteinene i to former - akseptor og donor (for eksempel oksidert og redusert, fosforylert og ikke-fosforylert ). Diagrammet nedenfor viser (i en noe forenklet form) mekanismen for reversibel hydrogenoverføring mellom et hydrogendonormolekyl (AH2) og et akseptormolekyl (B) under påvirkning av to dehydrogenaser (Pha og Pb) og et koenzym (Co):
Total reaksjon:
I hele syklusen av redoksprosessen (reaksjonene 1-6) endres ikke koenzymet kodedehydrogenase og er ikke inkludert i balansen av reaksjonsprodukter, dvs. det tjener som en katalysator. Hvis påfølgende faser av syklusen tas i betraktning, som hver skjer med deltakelse av ett enzym (reaksjonene 1-3 og 4-6), virker Co og CoH2 på linje med molekylene AN2, A, B, BN2 som det andre substratet . På samme måte er forskjellen mellom substrater og dissosierende forbindelser involvert i koblede reaksjoner for overføring av fosfat, acyl, glykosyl og andre grupper relativ.
I mange to-komponent enzymer, bygget som proteider, danner apoenzymet en sterk, vanskelig å dissosiere forbindelse med en ikke-protein termostabil komponent. Ikke-proteinkomponentene til proteinenzymer, vanligvis kalt protesegrupper (f.eks. flavinukleotider, pyridoksalfosfat, metalloporfyriner), interagerer med substratet og forblir gjennom hele den enzymatiske reaksjonen som en del av et uløst molekyl av ett protein. Begrepet "koenzym" utvides vanligvis til å kjemisk samhandle med substratmolekyler, tett bundne organiske protesegrupper av enzymer, som er vanskelige å skille fra lett dissosierende enzymer, siden det er gradvise overganger mellom begge typer kofaktorer.
På samme måte er det umulig å trekke en skarp linje mellom K. og visse stoffskifteprodukter (metabolitter), som i enzymatiske prosesser virker enten som vanlige substrater som gjennomgår en i utgangspunktet irreversibel endring i denne prosessen, eller som nødvendige hjelpekatalysatorer for assosierte enzymatiske transformasjoner, hvorfra disse metabolittene kommer ut uendret. Metabolitter av denne typen kan tjene som intermediære akseptorer av visse grupper i enzymatiske overføringsprosesser som fortsetter på samme måte som prosessen skjematisk avbildet ovenfor (for eksempel rollen til polyfenoler som hydrogenbærere i respirasjon planteceller, rollen til glutaminsyre i overføringen av amingrupper gjennom transamineringsreaksjoner, etc.), eller i mer komplekse sykliske transformasjoner som involverer flere enzymer (et eksempel er funksjonen til ornitin i ureadannelsessyklusen). Den koenzymlignende virkningen av 1,6-bisfosfoglukose er av en noe annen natur, den tjener som en nødvendig kofaktor og samtidig et mellomtrinn i prosessen med intermolekylær overføring av fosfatrester under omdannelsen av 1-fosfoglukose og 6; -fosfoglukose under påvirkning av fosfoglukomutase, når kofaktormolekylet forvandles til et molekyl sluttproduktet, og gir en fosfatrester til det opprinnelige produktet, hvorfra et nytt kofaktormolekyl dannes. Nøyaktig den samme funksjonen utføres av 2,3-bisfosfoglyserolsyre under omdannelsen av 2-fosfoglyserol og 3-fosfoglyserolsyre katalysert av en annen fosfomutase.
K. er svært forskjellige i kjemi. struktur. Imidlertid er det oftest blant dem forbindelser av to typer: a) nukleotider og noen andre organiske derivater av fosforforbindelser; b) peptider og deres derivater (f.eks. folsyre, CoA, glutation). Hos dyr og i mange mikroorganismer krever konstruksjonen av molekyler i K-serien forbindelser som ikke syntetiseres av disse organismene og må tilføres mat, det vil si vitaminer (se). Vannløselige B-vitaminer er for det meste en del av K., hvis struktur og funksjoner er kjent (dette gjelder tiamin, riboflavin, pyridoksal, nikotinamid, pantotensyre), eller de kan selv fungere som aktive K-molekyler (vitamin B 12 , folsyre). Det samme gjelder nok annet vann og fettløselige vitaminer, hvis rolle i biol-katalyseprosesser ennå ikke er fullstendig belyst.
De viktigste enzymene er listet opp nedenfor, og angir deres type struktur og hovedtypene enzymatiske transformasjoner de deltar i. Artikler om individuelle K. gir mer detaljert informasjon om deres struktur og virkningsmekanisme.
Koenzymer av nukleotidnatur. Adenylribonukleotider (adenosin-5"-mono-, di- og trifosforsyrer) er involvert i en rekke reaksjoner med aktivering og overføring av orto- og pyrofosfatrester, aminosyrerester (aminoacyl), karbon og svovelsyre, så vel som i en rekke andre enzymatiske transformasjoner. I visse tilfeller utføres lignende funksjoner av derivater av inosin-5"-fosfor- og guanosin-5"-fosforforbindelser.
Guanylribonukleotider (guanosin-5"-mono-, di- og trifosforsyrer) spiller rollen som K. i reaksjoner med overføring av ravsyreresten (succinyl), biosyntesen av ribonukleoproteiner i mikrosomer, biosyntesen av adenylsyre fra inosin og, muligens, under overføring av mannoserester.
I biosyntesen av fosfatider spiller cytidylribonukleotider (cytidin-5"-fosforsyrer) rollen som transport av O-fosfoetanol-kolin, O-fosfoetanolamin, etc.-rester.
Uridylribonukleotider (uridin-5"-fosforforbindelser) utfører K.-funksjoner i prosessene for transglykosylering, det vil si overføring av monosyrerester (glukose, galaktose, etc.) og deres derivater (heksosaminrester, glukuronsyre, etc.) etc.) under biosyntesen av di- og polysakkarider, glukuronosider, heksosamidiner (mukopolysakkarider), så vel som under aktiveringen av sukkerrester og deres derivater i noen andre enzymatiske prosesser (for eksempel interkonvertering av glukose og galaktose, etc.) .
Nikotinamidadenindinukleotid (NAD) deltar i de viktigste hydrogenoverføringsreaksjonene for cellulær metabolisme som en spesifikk K. av mange dehydrogenaser (se).
Ni(NADP) deltar i hydrogenoverføringsreaksjoner, som er viktige for cellulær metabolisme, som et spesifikt enzym for noen dehydrogenaser.
Flavinmononukleotid (FMN) er involvert i biol, hydrogenoverføring som en K. (protesegruppe) av noen flavin (“gule”) oksidative enzymer.
Flavin adenin dinukleotid (FAD) er involvert i biol, hydrogenoverføring som en K (protesegruppe) av de fleste flavin (“gule”) oksidative enzymer.
Koenzym A (CoA, redusert form - KoA-SH, acyleringskoenzym; forbindelse av adenosin-3, 5"-bisfosforsyre med pantotenyl-aminoetantiol eller pantetein) dannes med rester av eddiksyre og andre organiske forbindelser tioestere av R-CO-typen - S-CoA, der R er resten av en organisk syre, og spiller rollen som K. i overføring og aktivering av sure rester som i acyleringsreaksjoner (syntese av acetylkolin, hippursyre, parret gallestein etc.), så vel som i mange andre enzymatiske transformasjoner av sure rester (kondensasjonsreaksjoner, oksidoreduksjon eller reversibel hydrering umettet). Med deltakelse av CoA oppstår en rekke mellomreaksjoner av cellulær respirasjon, biosyntese og oksidasjon fete, syntese av steroider, terpener, gummi, etc.
Koenzym B 12. Det er mulig at ulike biol, funksjoner av vitamin B 12, kjemisk. mekanismen som ennå ikke er klar, for eksempel i prosessen med hematopoiesis, under biosyntesen av metylgrupper, transformasjoner av sulfhydrylgrupper (SH-grupper), etc., skyldes dens rolle som K. i prosessen med biosyntese av enzymproteiner.
Andre koenzymer som inneholder fosfatrester. Difosfotiamin fungerer som en syre i dekarboksyleringen (enkel og oksidativ) av pyrodruesyre, alfa-ketoglutarsyre og andre alfa-ketosyrer, så vel som i reaksjonene ved spaltning av karbonkjeden til fosforylerte ketosakkarider under påvirkning av en spesiell gruppe av enzymer (ketolase, transketolase, fosfoketolase).
Pyridoksalfosfat kondenserer med aminosyrer (og aminer) til aktive mellomprodukter som Schiff-baser (se Schiff-baser); er en K (protesegruppe) av enzymer som katalyserer transaminerings- og dekarboksyleringsreaksjoner, samt mange andre enzymer som utfører ulike transformasjoner av aminosyrer (spalting, substitusjon, kondensasjonsreaksjoner) som spiller en viktig rolle i cellulær metabolisme.
Peptidkoenzymer. Formyleringskoenzym. Redusert folsyre og dens derivater, som inneholder tre eller syv glutaminsyrerester forbundet med gamma-peptidbindinger, spiller rollen som K. i den mellomliggende metabolismen av den såkalte. ett-karbon, eller "C1", rester (formyl, hydroksymetyl og metyl), som deltar både i overføringsreaksjonene til disse restene og i deres redoks-interomdannelser. Formyl- og oksymetylderivater av H4-folsyre er " aktive former» maursyre og formaldehyd i prosessene for biosyntese og oksidasjon av metylgrupper, i utveksling av serin, glycin, histidin, metionin, purinbaser, etc.
Glutation. Redusert glutation (G-SH) virker som K. under omdannelsen av metylglyoksal til melkesyre under påvirkning av glyoksalase, under enzymatisk dehydrogenering av formaldehyd, i visse stadier av biol, oksidasjon av tyrosin, etc. I tillegg kommer glutation (se) spiller en viktig rolle i å beskytte forskjellige tiol (sulfhydryl) enzymer fra inaktivering som et resultat av oksidasjon av SH-grupper eller deres binding av tungmetaller og andre SH-gifter.
Andre koenzymer. Liponsyre er den andre K. pyrodruesyre og alfa-ketoglutariske dehydrogenaser (sammen med difosfotiamin); Under påvirkning av disse enzymene fungerer liponsyreresten, koblet med en amidbinding (CO - NH) med spesifikke enzymproteiner, som en mellomliggende akseptor (bærer) av hydrogen og acylrester (acetyl, succinyl). Andre antatte funksjoner til denne K. har ikke blitt tilstrekkelig studert.
Vitamin E (tokoferol), vitamin K (fyllokinon) og produktene av deres redokstransformasjoner eller nært beslektede derivater av n-benzokinon (ubiquinon, koenzym Q) regnes som K (hydrogenbærere) som deltar i visse mellomreaksjoner i den respiratoriske oksidative kjeden og i forbindelse med dem respiratorisk fosforylering (se). Det er fastslått at fyllokinon (vitamin K) spiller rollen som vitamin K i biosyntesen av alfa-karboksyglutaminrester som er en del av molekylene til proteinkomponentene i blodkoagulasjonssystemet.
Biotin - vannløselig vitamin, som utfører rollen som en K. eller en protesegruppe i en rekke enzymer som katalyserer karboksylerings-dekarboksyleringsreaksjonene til visse organiske forbindelser (pyrodruesyre, propionsyre, etc.). Disse enzymene har strukturen til biotinylproteiner, hvor acylresten (biotinyl) som tilsvarer biotin er festet med en amidbinding til N6-aminogruppen til en av lysinrestene i proteinmolekylet.
Askorbinsyre fungerer som en aktivator av enzymsystemet for tyrosinoksidasjon i dyrevev og noen andre enzymsystemer (hydroksylaser), som virker på kjernen av aromatiske og heterosykliske forbindelser, inkludert peptidbundne prolinrester under biosyntesen av kollagen, tokoferoler, Fyllokinoner, Flavoproteiner.
Bibliografi: Baldwin E. Fundamentals of dynamic biochemistry, trans. fra engelsk, s. 55 og andre, M., 1949; Vitaminer, red. M. I. Smirnova, M., 1974; Dixon M. og Webb E. Enzymes, trans. fra engelsk, M., 1966; Koenzymer, red. V. A. Yakovleva, M., 1973; Kochetov G.A. Thiamine enzymes, M., 1978, bibliogr.; Enzymer, red. A.E. Braunstein, s. 147, M., 1964, bibliogr.
A. E. Braunstein.
(noen ganger koenzym A, CoA, CoASH eller HSCoA) er et acetyleringskoenzym. Et av de viktigste koenzymene. Deltar i acetylgruppeoverføringsreaksjoner.CoA-molekylet består av adenylsyre- og pantotensyrerester forbundet med pyrofosfat. Pantotensyre er festet med en peptidbinding til en β-merkaptoetanolaminrest.
En rekke biokjemiske reaksjoner av nedbrytning og syntese av fettsyrer, fett og transformasjoner av er assosiert med CoA. I alle tilfeller fungerer CoA som et mellomledd, som binder og overfører sure rester til andre stoffer. I dette tilfellet kan syrerester på CoA modifiseres eller overføres uten endringer.
Struktur
Koenzym A. Sammensetning
Diagrammet viser komponentene i koenzym A:
1. 3"-fosfo-adenosin
2. Difosfat
1 +2. 3"-fosfo-adenosin difosfat
3. Pantoeensyre: dihydroksy-dimetyl-butanat
4. P-alanin
3 +4. Pantotensyre
5. β-merkaptoetylamin, eller tioetanolamin, eller cysteamin
3 +4 +5. Panthetheine
For å omdanne energien i fettsyrene til energien til ATP-bindinger, er det en metabolsk vei for oksidasjon av fettsyrer til CO 2 og vann, som er nært knyttet til trikarboksylsyresyklusen og respirasjonskjeden. Denne veien kalles β-oksidasjon, fordi oksidasjon av fettsyrens 3. karbonatom (β-posisjon) til en karboksylgruppe skjer, og samtidig spaltes acetylgruppen, inkludert C 1 og C 2 til den opprinnelige fettsyren, fra syren.
Elementært diagram av β-oksidasjon
β-oksidasjonsreaksjoner forekommer i mitokondrier de fleste cellene i kroppen (unntatt nerveceller). Fettsyrer som kommer inn i cytosolen fra blodet eller oppstår under lipolyse av deres egne intracellulære TAG-er brukes til oksidasjon. Den generelle ligningen for oksidasjon av palmitinsyre er som følger:
Palmitoyl-SCoA + 7FAD + 7NAD + + 7H 2 O + 7HS-KoA → 8 Acetyl-SCoA + 7FADH 2 + 7NADH
Stadier av fettsyreoksidasjon
1. Før den trenger inn i mitokondriematrisen og oksiderer, må fettsyren aktivere i cytosolen. Dette oppnås ved tilsetning av koenzym A til det for å danne acyl-SCoA. Acyl-SCoA er en høyenergiforbindelse. Irreversibilitet av reaksjonen oppnås ved hydrolyse av difosfat til to molekyler av fosforsyre.
Acyl-SCoA-syntetaser finnes i det endoplasmatiske retikulum, på den ytre membranen av mitokondrier og i dem. Det finnes et bredt spekter av syntetaser som er spesifikke for forskjellige fettsyrer.
Fettsyreaktiveringsreaksjon
2. Acyl-SCoA er ikke i stand til å passere gjennom mitokondriemembranen, så det er en måte å transportere det på i kombinasjon med et vitaminlignende stoff karnitin. Det er et enzym på den ytre membranen til mitokondriene karnitin acyltransferase I.
Karnitinavhengig transport av fettsyrer inn i mitokondriet
Karnitin syntetiseres i leveren og nyrene og transporteres deretter til andre organer. I intrauterin periode og i tidlige år I livet er karnitinets betydning for kroppen ekstremt stor. Energiforsyning nervesystemet barnas kroppen og spesielt hjernen utføres på grunn av to parallelle prosesser: karnitinavhengig oksidasjon av fettsyrer og aerob oksidasjon av glukose. Karnitin er nødvendig for hjernevekst og ryggmarg, for samspillet mellom alle deler av nervesystemet som er ansvarlig for bevegelse og samhandling av muskler. Det finnes studier som forbinder karnitinmangel barnas cerebral parese og fenomen" døden i vuggen".
Barn tidlig alder, premature barn og barn med lav fødselsvekt er spesielt følsomme for karnitinmangel. Deres endogene reserver blir raskt oppbrukt under ulike stressende situasjoner (smittsomme sykdommer, gastrointestinale lidelser, fôringsforstyrrelser). Karnitinbiosyntesen er sterkt begrenset på grunn av liten muskelmasse, og kvittering med alm matvarer ute av stand til å opprettholde tilstrekkelige nivåer i blod og vev.
3. Etter binding til karnitin transporteres fettsyren over membranen ved translokase. Her på inni membranenzymet karnitin acyltransferase II danner igjen acyl-SCoA, som går inn i β-oksidasjonsveien.
4. Selve prosessen β-oksidasjon består av 4 reaksjoner gjentatt syklisk. De skjer sekvensielt oksidasjon(acyl-SCoA dehydrogenase), hydrering(enoyl-SCoA-hydratase) og igjen oksidasjon 3. karbonatom (hydroksyacyl-SCoA dehydrogenase). I den siste, transferasereaksjonen, spaltes acetyl-SCoA fra fettsyren. HS-CoA tilsettes den gjenværende (forkortet med to karbon) fettsyren, og den går tilbake til den første reaksjonen. Alt gjentas til siste syklus to acetyl-SCoAer dannes ikke.
Reaksjonssekvens av β-oksidasjon av fettsyrer
Beregning av energibalansen til β-oksidasjon
Tidligere, ved beregning av oksidasjonseffektiviteten, ble P/O-koeffisienten for NADH tatt lik 3,0, for FADH 2 – 2,0.
I følge moderne data tilsvarer verdien av P/O-koeffisienten for NADH 2,5, for FADH 2 – 1,5.
Når du beregner mengden ATP som dannes under β-oksidasjon av fettsyrer, er det nødvendig å ta hensyn til:
- mengden acetyl-SCoA som dannes bestemmes av den vanlige deling av antall karbonatomer i fettsyren med 2.
- tall β-oksidasjonssykluser. Antall β-oksidasjonssykluser er lett å bestemme basert på konseptet om en fettsyre som en kjede av to-karbonenheter. Antall pauser mellom enheter tilsvarer antall β-oksidasjonssykluser. Den samme verdien kan beregnes ved hjelp av formelen (n/2 -1), hvor n er antall karbonatomer i syren.
- antall dobbeltbindinger i en fettsyre. I den første β-oksidasjonsreaksjonen dannes en dobbeltbinding med deltakelse av FAD. Hvis en dobbeltbinding allerede er tilstede i fettsyren, er det ikke behov for denne reaksjonen og FADN 2 dannes ikke. Antall tapte FADN 2 tilsvarer antall dobbeltbindinger. De resterende reaksjonene i syklusen fortsetter uten endringer.
- mengden ATP-energi brukt på aktivering (tilsvarer alltid to høyenergibindinger).
Eksempel. Oksidasjon av palmitinsyre
- siden det er 16 karbonatomer, produserer β-oksidasjon 8 acetyl-SCoA-molekyler. Sistnevnte går inn i TCA-syklusen når den oksideres i en omgang av syklusen, dannes 3 molekyler NADH (7,5 ATP), 1 molekyl FADH 2 (1,5 ATP) og 1 molekyl GTP, som tilsvarer 10 molekyler; av ATP. Så, 8 molekyler av acetyl-SCoA vil gi dannelsen av 8 × 10 = 80 ATP-molekyler.
- for palmitinsyre antall β-oksidasjonssykluser er 7. I hver syklus produseres 1 molekyl FADH 2 (1,5 ATP) og 1 molekyl NADH (2,5 ATP). Når de kommer inn i respirasjonskjeden, "gir" de totalt 4 ATP-molekyler. I 7 sykluser dannes det således 7 × 4 = 28 ATP-molekyler.
- dobbeltbindinger i palmitinsyre Ingen.
- 1 molekyl ATP brukes til å aktivere fettsyren, som imidlertid hydrolyseres til AMP, det vil si at den brukes 2 makroergiske forbindelser eller to ATP.
Dermed, oppsummert, får vi 80+28-2 =106 ATP-molekyler dannes under oksidasjon av palmitinsyre.