Jeg snakket om hva det er generelt, hvorfor Krebs-syklusen er nødvendig og hvilken plass den opptar i metabolismen. La oss nå komme ned til de faktiske reaksjonene i denne syklusen.
Jeg tar en reservasjon med en gang - for meg personlig var det å memorere reaksjoner en helt meningsløs øvelse før jeg ordnet spørsmålene ovenfor. Men hvis du allerede har funnet ut teorien, foreslår jeg at du går videre til praksis.
Du kan se mange måter å skrive Krebs-syklusen på. De vanligste alternativene er som dette:
Men måten å skrive reaksjoner på fra den gode gamle læreboken om biokjemi fra forfatterne av Berezov T.T. virket mest praktisk for meg. og Korovkina B.V.
Første reaksjon
Acetyl-CoA og Oxaloacetate som allerede er kjent for oss kombineres og blir til sitrat, det vil si til sitronsyre.
Andre reaksjon
Nå tar vi sitronsyre og gjør det til 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 slik at du husker bedre. Om nødvendig kan du legge til det manglende trinnet her hvis du husker alt annet.
Faktisk ble de to funksjonelle gruppene ganske enkelt byttet.
Tredje reaksjon
Så, vi har isositronsyre. Nå må det dekarboksyleres (det vil si, klype av COOH) og dehydreres (det vil si, klype av H). Det resulterende stoffet er a-ketoglutarat.
Denne reaksjonen er bemerkelsesverdig ved at NADH 2-komplekset dannes her. Dette betyr at NAD-transportøren henter hydrogen for å starte respirasjonskjeden.
Jeg liker versjonen av reaksjonene til Krebs-syklusen i læreboken til Berezov og Korovkin, nettopp fordi atomene og funksjonelle gruppene som deltar i reaksjonene umiddelbart er godt synlige.
fjerde reaksjon
Igjen, hvordan klokken fungerer nikotinAmideAdeninDinukleotid, altså OVENFOR. Denne strålende bæreren dukker opp her, som i det siste trinnet, for å fange opp hydrogenet og føre det inn i respirasjonskjeden.
Forresten, det resulterende stoffet - succinyl-CoA, bør ikke skremme deg. Succinat er et annet navn for ravsyre, velkjent for deg siden 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 det siste trinnet sa vi at succinyl-CoA er en ester av ravsyre. Og nå tar vi oss selv ravsyre succinat, fra succinyl-CoA. Ekstremt viktig poeng: det er i denne reaksjonen substratfosforylering.
Fosforylering generelt (det kan være oksidativt og substrat) er tilsetning av en PO 3-fosforgruppe til GDP eller ATP for å oppnå en fullstendig GTP, eller, henholdsvis, ATP. Substratet er forskjellig ved at denne samme fosforgruppen er løsrevet 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 øyeblikket av begynnelsen av substratfosforylering har vi et difosfatmolekyl - guanosin difosfat eller adenosindifosfat. Fosforylering består i at et molekyl med to fosforsyrerester - GDP eller ADP blir "fullført" til et molekyl med tre fosforsyrerester for å få guanosin TRIfosfat eller adenosin TRIfosfat. Denne prosessen skjer under omdannelsen av succinyl-CoA til succinat (det vil si til ravsyre).
På diagrammet kan du se bokstavene F (n). Det betyr "uorganisk fosfat". Uorganisk fosfat går fra substratet til BNP, slik at reaksjonsproduktene inneholder god, høyverdig GTP. La oss nå se på selve reaksjonen:
sjette reaksjon
neste transformasjon. Denne gangen ravsyre, som vi mottok i forrige trinn, blir til fumarat legg merke til den nye dobbeltbindingen.
Diagrammet viser tydelig hvordan reaksjonen er involvert FAD: Denne utrettelige proton- og elektronbæreren 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 omdannelsen av 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 til respirasjonskjeden. Ikke glem også reaksjonene 3,4 og 6, hvor det også dannes elektron- og protonbærere for respirasjonskjeden.
Som du kan se, fremhevet jeg spesifikt med rødt reaksjonene der NADH og FADH2 dannes. Dette er veldig viktige stoffer for respirasjonskjeden. I grønt fremhevet jeg reaksjonen der substratfosforylering skjer, og GTP oppnås.
Hvordan huske alt dette?
Egentlig er det ikke så vanskelig. Etter å ha lest de to artiklene mine fullt ut, 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, velg en assosiasjon for hver som passer ditt minne.
For eksempel husket jeg umiddelbart den andre reaksjonen veldig lett, hvor fra sitronsyre(hun tror jeg er kjent for alle fra barndommen) det dannes isositronsyre.
Du kan også bruke mnemoniske notater som: En hel ananas og en skive sufflé i dag er faktisk lunsjen min, som tilsvarer serien - sitrat, cis-akonitat, isositrat, alfa-ketoglutarat, succinyl-CoA, succinat, fumarat, malat, oksaloacetat. Det er mange flere som det.
Men for å være ærlig har jeg nesten aldri likt slike dikt. Etter min mening er det lettere å huske selve reaksjonsrekkefølgen. Jeg ble veldig hjulpet ved å dele Krebs-syklusen i to deler, som jeg trente på å skrive flere ganger i timen hver. Som regel skjedde dette i par som psykologi eller bioetikk. Dette er veldig praktisk - uten å bli distrahert fra forelesningen, kan du bokstavelig talt bruke et minutt på å skrive reaksjonene slik du husker dem, og deretter sjekke med riktig alternativ.
Forresten, på noen universiteter, for 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 er dens funksjoner og betydning, og selvfølgelig selve transformasjonskjeden. Bare en kjede kan navngis uten formler, kun ved å bruke navnene på stoffer. Denne tilnærmingen gir ingen mening, etter min mening.
Jeg håper guiden min til trikarboksylsyresyklusen har hjulpet 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 en feil i guiden min, vennligst skriv om det i kommentarfeltet. Takk for din oppmerksomhet!
3O(n2cnc1c(ncnc12)N)(O)3OP(=O)(O)O]
Koenzym A (koenzym A, CoA, CoA, HSKoA)- acetyleringskoenzym; et av de viktigste koenzymene som er involvert i overføringen av acylgrupper under syntese og oksidasjon fettsyrer og oksidasjon av pyruvat i sitronsyresyklusen.
Struktur
600 pikslerBiosyntese
Koenzym A syntetiseres i fem trinn fra pantotensyre (vitamin B5) og cystein:
- Pantotensyre fosforylert til 4"-fosfonantotenat av enzymet pantotenatkinase
- Cystein er festet til 4"-fosfopantotenat av enzymet for å danne 4"-fosfo-N-pantotenoylcystein
- 4"-fosfo-N-pantothenoylcystein dekarboksyleres for å danne 4"-fosfonantotein av enzymet fosfopantotenoylcystein-dekarboksylase
- 4"-fosfonantotein med adenylsyre danner defosfo-CoA under påvirkning av enzymet fosfopantotein adenyltransferase
- Til slutt blir defosfo-CoA fosforylert av ATP til koenzym A via 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, binder og overfører sure rester til andre stoffer. Samtidig gjennomgår syrerester i sammensetningen av forbindelsen med CoA en eller annen transformasjon, eller overføres uendret til visse metabolitter.
Oppdagelseshistorie
Koenzymet ble først isolert fra duelever 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 KoA ble utført i 1961 av X. Qur'an.
Liste over acyl-CoA
Ulike acylderivater av koenzym A har blitt isolert og identifisert fra naturlige forbindelser:
Acyl-CoA fra karboksylsyrer:
- Propionyl-CoA
- Acetoacetyl-CoA
- Coumarol-CoA
- Butyryl-CoA
Acyl-CoA fra dikarboksylsyrer:
- Malonyl-CoA
- Succinyl-CoA
- Hydroksymetylglutaryl-CoA
- Pimenil-CoA
Acyl-CoA fra karboksylsyrer:
- Benzoyl-CoA
- Fenylacetyl-CoA
Det er også en rekke acyl-CoA-fettsyrer som spiller veldig viktig som substrater for lipidsyntesereaksjoner.
se også
Skriv en anmeldelse om artikkelen "Koenzym A"
Notater
Litteratur
- Filippovich, Yu. B. Fundamentals of biochemistry: Proc. for kjemikalier. og biol. spesialist. ped. Høye pelsstøvler 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. A. Ovchinnikov. - M .: Utdanning, 1987. - 815 s., ill.
- Plemenkov, VV Introduksjon til kjemi av naturlige forbindelser / VV Plemenkov. - Kazan: KGU, 2001. - 376 s.
|
||||||||||||||
Et utdrag som karakteriserer koenzym A
Pappa var rasende... Han hatet det når folk ikke brøt sammen. Han hatet det hvis han ikke var fryktet... Og derfor, for de "slemme" torturene fortsatte mye mer sta og sintere.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 jeg ikke kunne fortsette slik på lenge - hver levende kropp hadde en grense ... jeg ville hjelpe ham, prøve å bedøve på en eller annen måte. Og så dukket det plutselig opp en morsom idé, som jeg umiddelbart prøvde å implementere - steinen som hang på bena til kardinalen ble vektløs! .. Caraffa la heldigvis ikke merke til dette. Og Morone løftet øynene overrasket og lukket dem umiddelbart for ikke å forråde. Men jeg klarte å se - han forsto. Og hun fortsatte å "trylle" videre for å lindre smertene hans så mye som mulig.
"Gå bort, madonna!" utbrøt pappa indignert. «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!
Det betydde at han forsto...
Caraffa var ingen seer, men han fanget på en eller annen måte mye med sitt utrolig skarpe instinkt. 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. 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 Caraffa brydde seg tydeligvis ikke om mine ønsker ... Uten engang å la meg bli indignert, bar den andre bøddelen meg bokstavelig talt ut døren og dyttet meg mot korridoren, returnerte til rommet hvor han ble alene med Caraffa, om enn veldig modig, men fullstendig hjelpeløs, god mann ...
Jeg sto i gangen og lurte på hvordan jeg kunne hjelpe ham. Men dessverre var det ingen vei ut av hans triste situasjon. Jeg kunne i alle fall ikke finne ham så fort ... Selv om, for å være ærlig, min situasjon 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 forferdelig ... jeg visste ikke hva som skjedde med Anna, og redd for å blande seg på en eller annen måte, ventet hjelpeløst ... Fra min triste opplevelse forsto jeg for godt - jeg var sint noen tankeløs handling av paven, og resultatet vil bare bli verre - Anna vil sikkert måtte lide.
Dagene gikk og jeg visste ikke om jenta mi fortsatt var i Meteor? Dukket Karaffa opp for henne? .. Og var alt bra med henne.
Livet mitt var tomt og rart, om ikke håpløst. Jeg kunne ikke forlate Caraffa, for jeg visste at hvis jeg bare forsvant, ville han umiddelbart ta ut sitt sinne på min stakkars Anna... Dessuten kunne jeg fortsatt ikke ødelegge ham, fordi jeg ikke kunne finne veien til beskyttelse som jeg ga han var en gang en "fremmed" person. Tiden fløt nådeløst avgårde, og jeg følte meg mer og mer hjelpeløs, som sammen med passivitet sakte begynte å gjøre meg gal...
Det har gått nesten en måned siden mitt første besøk i kjelleren. Det var ingen rundt som jeg kunne si et ord med. Ensomhet undertrykt dypere og dypere, slår seg ned i hjertet av tomhet, skarpt 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 andre besøk kan føre til Caraffas virkelige ondskap, og Morone måtte betale dyrt for dette.
Da jeg forble inngjerdet fra all kommunikasjon, tilbrakte jeg dagene mine i den ytterste "ensomhetens stillhet." Inntil hun til slutt ikke var i stand til å holde ut 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 som dessverre fangene i Caraffa tydeligvis manglet.
Og siden jeg i alle fall allerede var i kjelleren, bestemte jeg meg etter litt betenkning for å se videre, og åpnet nabodøra forsiktig....
Og der, på et slags forferdelig tortur-"instrument", lå en helt naken, blodig ung jente, hvis kropp var en ekte blanding av levende svidd kjøtt, kutt og blod, og dekket henne alt fra topp til tå ... Verken bøddelen , og heller ikke mer - Caraffa, heldigvis for meg, var det ingen tortur i rommet.
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 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 ble torturert mye, og jeg er usikker på om jeg raskt kan "lappe" alt dette. 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 fungerte ikke ordene. Hun nynnet, ute av stand til å formulere selv det minste ord tydelig. Og så ble jeg skåret av en forferdelig forståelse - denne uheldige kvinnen hadde ingen tunge !!! De trakk ham ut... for ikke å si for mye! Slik at hun ikke skulle rope sannheten når de brant på bålet ... Slik at hun ikke kunne si hva de gjorde med henne ...
COFERMENTS(syn. koenzymer) - lavmolekylære organiske forbindelser av biologisk opprinnelse, nødvendige som ekstra spesifikke komponenter (kofaktorer) for den katalytiske virkningen av en rekke enzymer. Mange K. er derivater av vitaminer. Biol, effekten av en betydelig gruppe vitaminer (gruppe B) bestemmes av deres transformasjon til K. og enzymer i kroppens celler. Det ble gjort forsøk (og mislykket) direkte bruk av noen To. med å legge ned. mål. Vanskelighetene som oppstår i dette tilfellet er at kvantitative bestemmelser av innholdet av K. i blod og organer ikke alltid gjøres, og aktiviteten til enzymer som syntetiserer eller ødelegger den studerte K. bestemmes enda mer sjelden under normale og patologiske forhold. Mangelen på denne eller den K. funnet ved enhver sykdom prøver vanligvis å eliminere, og introduserer det tilsvarende vitaminet i en organisme. Men hvis syntesesystemene til den manglende K. blir krenket, som ofte finner sted, mister introduksjonen av et slikt vitamin sin betydning: terapeutisk effekt kan kun oppnås ved å introdusere det manglende koenzymet. Med å legge seg. formålene bruker kokarboksylase (se Tiamin), FAD, koenzymformer av vitamin B 12 (se Cyanokobalamin) og noen andre K. I å legge seg. K.s formål administreres parenteralt, men selv under denne tilstanden er det ikke alltid tillit til at de kan trenge inn uten å dele seg til stedet for deres handling (inn i det intracellulære miljøet).
Har en liten mol. vekt, K., i motsetning til biokatalysatorer av proteinnatur (enzymer), er preget av termisk stabilitet og tilgjengelighet for dialyse. Respiratoriske kromogener av planter (polyfenoler), glutaminsyre, ornitin, bisfosfater (difosfater) av glukose og glyserinsyre 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 som funksjonen er redusert helt eller hovedsakelig til deres spesifikke deltakelse i enzymers virkning (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 av fenolase (lakkase); imidlertid nå uorganiske komponenter enzymsystemer tilskrives vanligvis ikke antallet K. Eksistensen av ekte (organisk) K. ble først etablert av engelskmennene. biokjemikerne Harden (A. Harden) og Young (W. Young) i 1904, som viste at fra enzymekstraktene fra gjærceller under dialyse fjernes det termostabile organiske stoffet som er nødvendig for virkningen av enzymkomplekset som katalyserer alkoholisk gjæring (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.
Virkningsmekanisme Til ulik. I mange tilfeller fungerer de som mellomakseptorer (bærere) av visse kjemikalier. grupper (fosfat, acyl, amin, etc.), hydrogenatomer eller elektroner. I andre tilfeller deltar K. i aktiveringen av substratmolekyler av enzymatiske reaksjoner, og danner reaktive mellomprodukter med disse molekylene. I form av slike forbindelser gjennomgår substratene 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 økologisk til-t etc.
Typisk Å. danne 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 oppstår med den konjugerte virkningen av to enzymproteiner, er det en alternativ reversibel binding til molekylene til disse proteinene av K.-partikler i to former - akseptor og donor (for eksempel oksidert og redusert, fosforylert og ikke -fosforylert). Skjemaet nedenfor viser (i en noe forenklet form) mekanismen for reversibel hydrogenoverføring mellom et hydrogendonormolekyl (AH2) og et akseptormolekyl (B) under påvirkning av to dehydrogenaser (Fa og Fb) og et koenzym (Co):
Total reaksjon:
I hele syklusen av redoksprosessen (reaksjonene 1-6) endres ikke koenzymet kodehydrogenase og er ikke inkludert i balansen av reaksjonsproduktene, det vil si at det tjener som en katalysator. Hvis påfølgende faser av syklusen vurderes, som hver fortsetter med deltakelse av ett enzym (reaksjonene 1-3 og 4-6), så virker Co og CoH2 på lik linje med molekylene til AN2, A, B, BH2 som andre substrat. På samme måte er forskjellen mellom substrater og dissosierende syrer som deltar i koblede overføringsreaksjoner av fosfat, acyl, glykosyl og andre grupper relativ.
I mange to-komponent enzymer bygget i henhold til typen proteider, danner apoenzymet en sterk, vanskelig å dissosiere forbindelse med en ikke-protein termostabil komponent. Ikke-proteinkomponenter av proteinenzymer, vanligvis kalt protesegrupper (f.eks. flavinukleotider, pyridoksalfosfat, metalloporfyriner), samhandler med substratet, og forblir gjennom hele den enzymatiske reaksjonen som en del av et ikke-spaltet enkelt proteinmolekyl. Begrepet "koenzym" utvides vanligvis til å kjemisk interagere med substratmolekyler, fast bundne organiske protesegrupper av enzymer, som er vanskelige å skille fra lett dissosierende kofaktorer, 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 hovedsakelig irreversible endringer i denne prosessen, eller som nødvendige hjelpekatalysatorer for konjugerte enzymatiske transformasjoner, hvorfra disse metabolittene kommer ut uendret. Metabolitter av denne typen kan tjene som mellomliggende akseptorer av visse grupper i prosessene for enzymatisk overføring, og 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 ved 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 har en litt annen karakter, som fungerer 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 passerer inn i molekylets sluttprodukt, og gir en fosfatrester til det opprinnelige produktet, hvorfra et nytt kofaktormolekyl dannes. Nøyaktig den samme funksjonen utføres av 2,3-bisfosfoglyserinsyre i interkonverteringen av 2-fosfoglyserinsyre og 3-fosfoglyserinsyre katalysert av en annen fosfomutase.
To. er veldig forskjellige på ham. struktur. Imidlertid er det oftest blant dem forbindelser av to typer: a) nukleotider og noen andre organiske derivater av fosforsyre; b) peptider og deres derivater (f.eks. folsyre, CoA, glutation). Hos dyr og i mange mikroorganismer, for å bygge molekyler av en rekke K., trengs det forbindelser som ikke syntetiseres av disse organismene og som må leveres med mat, det vil si vitaminer (se). De fleste av de vannløselige vitaminene i gruppe B er en del av K., hvis struktur og funksjoner er kjent (dette gjelder tiamin, riboflavin, pyridoksal, nikotinamid, pantotensyre), eller de kan selv fungere som aktive molekyler av K (vitamin B12, folsyre). Det samme gjelder nok annet vann og fettløselige vitaminer, hvilken rolle i prosesser biol, katalyse er ikke helt funnet ut ennå.
De viktigste enzymene er listet opp nedenfor, og angir typen struktur og hovedtypene enzymatiske transformasjoner de deltar i. I artikler om separate To. er det gitt mer detaljerte data 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), karbonsyre og svovelsyre, så vel som i en rekke andre enzymatiske transformasjoner. Lignende funksjoner i visse tilfeller utføres av derivater av inosin-5"-fosforsyre og guanosin-5"-fosforsyre-to-t.
Guanyl-riboukleotider (guanosin-5 "-mono-, di- og trifosforsyre til deg) spiller rollen som K. i reaksjonene ved overføring av resten av rav til deg (succinyl), biosyntesen av ribonukleoproteiner i mikrosomer, biosyntesen av adenyl til deg fra inosin og, muligens, ved overføring av mannoserester.
Cytidylribonukleotider (cytidin-5"-fosfor til deg) i biosyntesen av fosfatider spiller rollen som K. overføring av rester av O-fosfoetanolkolin, O-fosfoetanolamin, etc.
Uridylribonukleotider (uridin-5 "-fosfor til deg) utfører funksjonene til K. i prosessene for transglykosylering, dvs. overføring av rester av monoser (glukose, galaktose, etc.) og deres derivater (rester av heksosaminer, glukuronsyre) syre, etc.) etc.) i biosyntesen av di- og polysakkarider, glukuronosider, heksosamidiner (mukopolysakkarider), samt i aktiveringen av sukkerrester og deres derivater i noen andre enzymatiske prosesser (for eksempel interkonvertering av glukose og galaktose , etc.).
Nikotinamid adenindinukleotid (NAD) er involvert i reaksjonene av hydrogenoverføring, som er de viktigste for cellulær metabolisme, som en spesifikk K. tallrike dehydrogenaser (se).
Ni(NADP) er involvert i hydrogenoverføringsreaksjonene som er viktigst for cellulær metabolisme som en spesifikk K. av noen dehydrogenaser.
Flavinmononukleotid (FMN) er involvert i biol, hydrogenoverføring som K. (protesegruppe) av noen flavin ("gule") oksidative enzymer.
Flavin adenin dinukleotid (FAD) er involvert i biol, hydrogenoverføring som 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) danner tioestere av R-CO-typen med rester av eddiksyre og andre organiske stoffer syrer -S-CoA, der R er resten av en organisk til-deg, og spiller rollen som K. i overføring og aktivering av syrerester som i acyleringsreaksjoner (syntese av acetylkolin, hippur til-deg, paret galle til-t etc.), så vel som i mange andre enzymatiske transformasjoner av sure rester (reaksjoner av kondensasjon, oksidoreduksjon eller reversibel hydrering umettet til-t). Med deltakelse av CoA oppstår en rekke mellomreaksjoner av cellulær respirasjon, biosyntese og oksidasjon. fet til-t, syntese av steroider, terpener, gummi, etc.
Koenzym B12. Det er mulig at en rekke biol, funksjoner av vitamin B 12, kjemikalier. mekanismen som ennå ikke er klar, for eksempel i prosessen med hematopoiesis, under biosyntesen av metylgrupper, transformasjonene av sulfhydrylgrupper (SH-grupper), etc., skyldes dens rolle som K. i prosessen av biosyntese av proteinenzymer.
Andre koenzymer som inneholder fosfatrester. Difosfotiamin tjener K. i dekarboksylering (enkel og oksidativ) av pyrodruevin, alfa-ketoglutarsyre og andre alfa-ketosyrer, så vel som i reaksjonene ved spaltning av karbonkjeden til fosforylerte ketosakkarider under påvirkning av en spesiell gruppe 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 reaksjonene ved transaminering og dekarboksylering, samt mange andre enzymer som utfører en rekke aminosyretransformasjoner (spalting, substitusjon, kondensasjonsreaksjoner) som spiller en viktig rolle i cellulær metabolisme .
Koenzymer av peptidnatur. Formyleringskoenzym. Gjenopprettet folsyre og dens derivater, som inneholder tre eller syv rester av glutaminsyre, forbundet med gamma-peptidbindinger, spiller rollen som K. i den mellomliggende metabolismen av den såkalte. ett-karbon, eller "Cl", rester (formyl, hydroksymetyl og metyl), som deltar både i reaksjonene for overføringen av 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. Det reduserte glutation (G-SH) virker i henhold til type K. når metylglyoksal omdannes til melkesyre under påvirkning av glyoksalase, under enzymatisk dehydrogenering av formaldehyd, i visse stadier av biol, oksidasjon av tyrosin osv. 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 med tungmetaller og andre SH-gifter.
Andre koenzymer. Liponsyre er den andre K. pyrodruesyre og alfa-ketoglutariske dehydrogenaser til - t (sammen med difosfotiamin); under påvirkning av disse enzymene fungerer resten av liponsyre, bundet av en amidbinding (CO - NH) med spesifikke enzymproteiner, som en mellomliggende akseptor (bærer) av hydrogen og acylrester (acetyl, succinyl). Andre påståtte funksjoner til denne K. er ikke tilstrekkelig studert.
Vitamin E (tokoferol), vitamin K (fyllokinon) og produkter av deres redokstransformasjoner eller nært beslektede derivater av n-benzokinon (ubiquinon, koenzym Q) anses som K. (hydrogenbærere) involvert i visse mellomreaksjoner i den respiratoriske oksidative kjeden og i konjugert med dem respiratorisk fosforylering (se). Det er fastslått at fyllokinon (vitamin K) spiller rollen som K. i biosyntesen av alfa-karboksyglutaminrester, som er en del av molekylene til proteinkomponentene i blodkoagulasjonssystemet.
Biotin - vannløselig vitamin, som utfører rollen som K. eller en protesegruppe som en del av en rekke enzymer som katalyserer karboksyleringsreaksjoner - dekarboksylering av noen organiske syrer (pyrodruesyre, propionsyre, etc.). Disse enzymene har strukturen til biotinylproteiner, hvor acylresten som tilsvarer biotin (biotinyl) er festet med en amidbinding til N6-aminogruppen til en av lysinrestene i proteinmolekylet.
Askorbinsyre fungerer som en aktivator av enzymsystemet for oksidasjon av tyrosin i dyrevev og noen andre enzymsystemer (hydroksylaser), under påvirkning av hvilke aromatiske og heterosykliske forbindelser, inkludert peptidbundne prolinrester i biosyntesen av kollagen, Tokoferoler , Fyllokinoner, Flavoproteiner, kommer inn i kjernen.
Bibliografi: Baldwin E. Fundamentals of dynamic biochemistry, trans. fra engelsk, s. 55 og andre, M., 1949; Vitaminer, red. M. I. Smirnova, Moskva, 1974. Dixon M. og Webb E. Enzymes, trans. fra engelsk, M., 1966; Koenzymer, red. V. A. Yakovleva. Moskva, 1973. Kochetov G.A. Thiamine enzymes, M., 1978, bibliogr.; Enzymer, red. A.E. Braunstein, s. 147, M., 1964, bibliogr.
A. E. Braunshtein.
(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 bundet av pyrofosfat. Pantotensyre er peptid bundet til β-merkaptoetanolamin.
CoA er assosiert med en rekke biokjemiske reaksjoner av nedbrytning og syntese av fettsyrer, fett, transformasjoner av. I alle tilfeller fungerer CoA som et mellomledd, fester og overfører sure rester til andre stoffer. Samtidig 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-merkapto-etylamin, eller tioetanolamin, eller cysteamin
3+4+5. Pantethin
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 det 3. karbonatomet i fettsyren (β-posisjon) oksideres til en karboksylgruppe, mens acetylgruppen, som inkluderer C 1 og C 2 av den opprinnelige fettsyren, spaltes fra syren.
Elementært skjema for β-oksidasjon
β-oksidasjonsreaksjoner forekommer i mitokondrier de fleste cellene i kroppen (unntatt nerveceller). For oksidasjon brukes fettsyrer som kommer inn i cytosolen fra blodet eller oppstår under lipolyse av deres egne intracellulære TAG-er. 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 blir oksidert, må fettsyren aktivere i cytosolen. Dette gjøres ved å feste koenzym A til det for å danne acyl-SCoA. Acyl-SCoA er en høyenergiforbindelse. Reaksjonens irreversibilitet oppnås ved hydrolyse av difosfat til to molekyler av fosforsyre.
Acyl-SCoA-syntetaser er lokalisert i det endoplasmatiske retikulum, på den ytre membranen av mitokondrier og inne 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 overføre det på i kombinasjon med et vitaminlignende stoff karnitin. Den ytre membranen til mitokondrier inneholder et enzym karnitin acyltransferase I.
Karnitinavhengig transport av fettsyrer inn i mitokondriene
Karnitin syntetiseres i leveren og nyrene og transporteres deretter til andre organer. I intrauterin periode og i tidlige år livsverdien av karnitin for kroppen er ekstremt høy. Energiforsyning nervesystemet barnas organismen og spesielt hjernen utføres på grunn av to parallelle prosesser: karnitinavhengig oksidasjon av fettsyrer og aerob oksidasjon av glukose. Karnitin er nødvendig for vekst av hjernen og ryggmarg, for samspillet mellom alle deler av nervesystemet som er ansvarlig for bevegelse og samspill av muskler. Det er studier som forbinder mangel på karnitin barnas cerebral lammelse og fenomenet døden i vuggen".
Barn tidlig alder, premature og små barn er spesielt følsomme for karnitinmangel. Deres endogene reserver tømmes raskt under ulike stressende situasjoner (Smittsomme sykdommer, gastrointestinale lidelser, fôringsforstyrrelser). Biosyntesen av karnitin er sterkt begrenset på grunn av den lille muskelmasse, og kvitteringen med det vanlige matvarer ute av stand til å opprettholde tilstrekkelige nivåer i blod og vev.
3. Etter binding til karnitin, transporteres fettsyren over membranen av en translokase. Her på innsiden membranenzymet karnitin acyltransferase II danner igjen acyl-SCoA, som går inn i β-oksidasjonsveien.
4. Behandle seg selv β-oksidasjon består av 4 reaksjoner som gjentas syklisk. De suksessivt 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 festes til den gjenværende (to-karbon-forkortet) fettsyren, og den går tilbake til den første reaksjonen. Alt gjentas til siste syklus to acetyl-SCoA dannes ikke.
Reaksjonssekvensen for 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.
- Antall β-oksidasjonssykluser. Antall β-oksidasjonssykluser er lett å bestemme basert på ideen 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 reaksjonen av β-oksidasjon skjer dannelsen av en dobbeltbinding med deltakelse av FAD. Hvis det allerede er en dobbeltbinding i fettsyren, forsvinner behovet for denne reaksjonen og FADH 2 dannes ikke. Mengden FADH 2 som ikke er mottatt tilsvarer antall dobbeltbindinger. De resterende reaksjonene i syklusen går uten endringer.
- mengden ATP-energi brukt på aktivering (tilsvarer alltid to makroerge bindinger).
Eksempel. Oksidasjon av palmitinsyre
- siden det er 16 karbonatomer, så under β-oksidasjon, 8 molekyler acetyl-SCoA. Sistnevnte går inn i TCA, under dens oksidasjon i en omgang av syklusen, dannes 3 NADH-molekyler (7,5 ATP), 1 FADH 2-molekyl (1,5 ATP) og 1 GTP-molekyl, som tilsvarer 10 ATP-molekyler. 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 dannes 1 FADH 2 molekyl (1,5 ATP) og 1 NADH molekyl (2,5 ATP). Når de går inn i respirasjonskjeden, vil de totalt "gi" 4 ATP-molekyler. Således, i 7 sykluser, dannes 7 × 4 = 28 ATP-molekyler.
- dobbeltbindinger i palmitinsyre Nei.
- 1 molekyl ATP går til å aktivere en fettsyre, som imidlertid hydrolyseres til AMP, det vil si at den blir brukt 2 makroerge bindinger eller to ATP.
Dermed, oppsummert, får vi 80+28-2 =106 ATP-molekyler dannes under oksidasjon av palmitinsyre.