«Выход атф при аэробном распаде глюкозы» (I этап).
I
ЭТАП: Глюкоза
2 АТФ
2 ПВК
(пируват)
В аэробных условиях «экономятся» 2 молекулы НАДН → дыхательная цепь и образуют 3 · 2 = 6 молекул АТФ. (Дыхательная цепь, окисляющая НАДН имеет 3 пункта фосфорилирования – это I, III, IV. Комплексы дыхательной цепи на одну молекулу О2 – 3 молекулы Н3РО4. (Р/О = 3) – коэффициент фосфорилирования.) Учитывая 2 молекулы АТФ, синтезированные в реакциях фосфорилирования до стадии образования пирувата, на первом этапе получаем 2АТФ + 6АТФ = 8АТФ.
«Выход атф при аэробном распаде глюкозы» (II и III этапы).
Если в дыхательной цепи окисляются ФАД-зависимые субстраты, то пунктов сопряжения остается 2: III и IV комплексы (Р/О = 2) на одну молекулу О2 – 2 молекулы Н3РО4.
Таким образом на третьем этапе за счет водороддонорной и собственно энергетической функции цикла Кребса получаем 24 АТФ.
В сумме на всех трех этапах аэробного окисления 1 моля глюкозы получаем 38 молей АТФ.
Полная энергия распада глюкозы составляет 2880 кДж/моль. Свободная энергия гидролиза высокоэнергетической связи АТФ равна 50 кДж/моль. Для синтеза АТФ при окислении глюкозы используется 38 · 50 = 1900 кДж, что составляет 65% от всей энергии распада глюкозы. Это максимально возможная эффективность использования энергии глюкозы.
Значение анаэробного гликолиза.
Анаэробный гликолиз, несмотря на небольшой энергетический эффект, является основным источником энергии для скелетных мышц в начальном периоде интенсивной работы, т.е. в условиях, когда снабжение кислородом ограничено.
Кроме того, зрелые эритроциты извлекают энергию за счет анаэробного окисления глюкозы, потому что не имеют митохондрий.
Пентозофосфатный путь в метаболизме глюкозы.
Глюкоза может окисляться без предварительной анаэробной фазы.
В результате исследований было установлено, что в печени, почках и форменных элементах крови, особенно во время усиленного обмена углеводов, наряду с увеличением содержания 6-монофосфоглюконовой кислоты образуются пентозо-фосфорные эфиры. Эти факты говорят о взаимосвязи между окислением гексоз и образованием пентоз.
Образование пентоз из глюкозы происходит путем декарбоксилирования и называется апотомическим утем.
Пентозофосфатный путь состоит из двух фаз: аэробной и анаэробной.
Аэробная фаза – система реакций, обусловливающих превращение глюкозы в пентозофосфорные эфиры.
В анаэробной фазе протекают реакции взаимодействия между образовавшимися пентозами, а также другими продуктами, и взаимосвязь их с гликолизом.
В результате окислительного пути (аэробная фаза) образуется 2 молекулы НАДФН2, которые не окисляются дыхательной цепью, а служат источником водорода и электронов при синтезах, включающих реакции восстановления, и образуется рибулозо-5-фосфат – фосфорилированная пентоза.
В результате неокислительного пути (анаэробная фаза) образуется рибозо-5-фосфат. Этот углевод и его производные используются для синтеза РНК, ДНК, АТФ, КоА, НАД и ФАД.
Неокислительная часть пути включает 2 типа реакций: транскетолазную и трансальдолазную. Коферментом транскетолазы является тиаминпирофосфат. Транскетолаза переносит С2-фрагменты, трансальдолаза – С3-фрагменты.
В результате неокислительного пути образуются фруктозо-6-фосфат, 3-фосфоглицериновый альдегид, из которых в процессе глюконеогенеза образуется глюкоза. Некоторые метаболиты неокислительного пути являются также и метаболитами гликолиза. Все реакции пентозофосфатного пути происходят в цитозоле.