2. Указания к занятию:
-
Внимательно изучите инструкцию.
-
Осмыслите задания самостоятельной работы.
-
Сделайте выводы.
-
Подготовьтесь к фронтальному опросу.
3. Практическая часть.
-
Используя выданную схему реакций цикла Кребса запишите последовательно все реакции ЦТК с указанием ферментов для каждой реакции
-
Выделите результаты одного полного цикла:
А) Количество молекул СО2; укажите название реакций, ферментов, катализирующих эти реакции.
Б) Количество образовавшихся молекул восстановленного НАД+ и молекул ФАДН2; назовите эти реакции, ферменты.
В) Количество молекул ГТФ; дать характеристику этому соединению, указать название реакции и фермент, катализирующий эту реакцию.
Г) Сколько реакций дегидрирования происходит в цитратном цикле? Сколько атомов водорода образуется и переносится на коферменты дегидрогеназ, которые в свою очередь окисляются в дыхательной цепи?
Д) Сколько реакций гидратации проходит в цикле Кребса? Сколько атомов водорода принимают участие в этих реакциях?
Приложение № 3.
Э Т А Л О Н
-
Выделите результаты одного полного цикла:
А) Декарбоксилирование происходит в 2-х случаях:
-
Превращение щавелевоянтарной кислоты в α-кетоглутаровую:
СООН СООН
СН2
СН2
– СО2
НС–СООН
декарбоксилаза
СН2
+ СО2
щавелевоянтарной к-ты
С=О С=О
СООН СООН
Щавелевоянтарная α-кетоглутаровая
кислота кислота
-
Превращение α-кетоглутаровой кислоты в янтарную кислоту:
СООН СООН
СН2
СН2
α-кетоглутаратдегидрогеназа
СН2
СН2
+ НАДН2
+ СО2
(НАД, ФАД, ТДФ, ЛК, КоА -
СО мультиферментный комплекс)
СО- S-КоА
СООН Сукцинил-КоА
(янтарная кислота)
α-кетоглутаровая к-та
Таким образом, в этих реакциях выделилось 2 молекулы СО2 и два атома водорода, которые входили в состав уксусной кислоты.
Б) Образовалось 3 молекулы НАДН2 и одна молекула ФАДН2 в реакциях:
+ НАД+
1
)
изоцитрат
щавелевоянтарная к-та + НАДН2;
НАД-дегидрогеназа
α-кетоглутарат-
2
)
α-кетоглутарат
сукцинил-КоА + НАДН2;
дегидрогеназа
малатдегидрогеназа
3
)
малат оксалоацетат
+ НАДН2;
сукцинатдегидрогеназа
4
)
сукцинат + ФАД
фумарат + ФАДН2.
В) Реакция субстратного фосфорилирования: перенос богатой энергией связи сукцинил-КоА в макроэргическую фосфатную связь. При этом перенос энергии осуществляется на ГДФ, а образовавшийся ГТФ вступает в реакцию перефосфорилирования с АДФ – при этом образуется АТФ.
сукцинаттиокиназа
Сукцин-КоА
сукцинат + ГТФ + КоА-SН
(ГДФ + ФН)
нуклеозиддифосфаткиназа
ГТФ
+ АДФ АТФ + ГДФ
Г) Отщепление водорода происходило в 4-х реакциях:
1)СООН СООН
СН2
СН2
НАД-дегидрогеназа
НС-СООН +
НАД НС-СООН +
НАДН2
изоцитрата
НС-ОН С=О
СООН СООН
Изоцитрат Щавелевоянтарная к-та
(оксалосукцинат)
2) Декарбоксилирование α-кетоглутаровой кислоты в сукцинил-КоА:
СООН СООН
СН2
СН2
α-кетоглутаратдегидрогеназа
СН2
СН2
+ НАДН2
НАД, ФАД, ТДФ, ЛК, КоА
С=О С=О-S-КоА
СООН Сукцинил-КоА
(янтарная кислота)
α-кетоглутарат
3) Окисление янтарной кислоты (сукцината) до фумарата:
СООН СООН
СН2
сукцинатдегидрогеназа
ОН
+ ФАД
+ ФАДН2
СН2 СН
СООН СООН
Янтарная к-та Фумарат
(сукцинат)
4) Дегидрирование малата в оксалоацетат:
СООН СООН
НСОН
С=О
+
НАД + НАДН2
СН2
СН2
СООН СООН
Малат Оксалоацетат
(яблочная к-та)
Всего таким образом отщепляется 8 атомов водорода, которые переносятся на коферменты дегидрогеназ, которые в свою очередь окисляются в дыхательной цепи. Окисленные коферменты возвращаются в реакции общих путей катаболизма. Регенерация коферментов – обязательное условие для протекания реакции дегидрирования. Таким образом, общий путь катаболизма и дыхательная цепь непрерывно связаны между собой и отдельно функционировать не могут.
Д) За это же время произошло 2 реакции гидратации.
-
Образование лимонной кислоты:
СООН + Н2О
СООН↔С ~ S-КоА
цитратсинтетаза
СН3-С=О–S-КоА
+ С=О + Н2О
СН2
+ НS-КоА
СН2
НОС–СООН
СООН
СН2
ЩУК
СООН
СООН СООН
СН Н-СОН
+
Н2О
СН СН2
СООН СООН
Фумарат Малат
(яблочная кислота)
Таким образом в реакциях гидратации принимали участие 4 атома водорода.
За счет окисления уксусной кислоты освобождается 4 атома водорода, т.е. все атомы водорода, которые входили в состав её молекулы.