Glüoksülaadi tsükkel

06. 09. 2005

Järgmine loeng- Glükoneogenees 

Meelde tuletada:

millistesse klassidesse jaotatakse ensüümid katalüüsitava reaktsiooni alusel

glükolüüsi raja reaktsioonid, ja nende termodünaamika

Tsitraaditsükkel

3NAD+ + FAD + GDP + Pi + AcCoA

3NADH + FADH + GTP + CoA + 2CO2

Summaarne reaktsioon

Glüoksülaadi tsükkel

Glüoksülaadi tsükkel on taimedes ja mikroorganismides toimiv rada, mis võimaldab suhruid sünteesida AcCoA-st lähtudes, st 2C süsiniku allikal kasvada

Tsitraaditsükkel võimaldab küll saada anaboolseteks eesmärkideks kasutatavaid vaheühendeid, ent summaarselt süsinikku selle tulemusena ei fikseerita

Glüoksülaadi tsükli reaktsioonidel CO2 ei elimineerita

+AcCoA

Glüoksülaadi tsüklis on vajalikud 2 täiendavat ensüümi:

Isotsitraadi lüaasMalaadi süntaas

Isotsitraat Glüoksülaat + Suktsinaat

Glüoksülaat + AcCoA Malaat + CoA

Glüoksülaadi tsükkel toimub glüoksüsoomides

Suktsinaadi DH, fumaraasi ja malaadi DH reaktsioonid toimuvad mitokondrites

Pentoosfosfaadi rada

Pentoosfosfaadi rada

Vajalik NADPH ja riboos-5-fosfaadi sünteesiks

NADH ja NADPH- keemiliselt sarnased, ent metabolismis erinevate funktsioonidega.

NADH- elektronide doonor hingamisahela jaoks

NADPH- anabolismis redutseeriva jõu allikas, eriti oluline rasvhapete ja kolesterooli biosünteesis.

3G-6-P + 6NADP+ + 3H2O 6NADPH + 6H+ 3CO2 + 2F6P + GAP

Pentoosfosfaadi raja reaktsioonid võib grupeerida 3 klassi

1. Oksüdatiivsed reaktsioonid:

3G-6-P + 6NADP+ + 3H2O 6NADPH + 3CO2 + 3Ribuloos-5-PO4

2. Isomerisatsiooni-epimerisatsiooni reaktsioonid:

3Ribuloos-5-PO4 Riboos -5-PO4 + 2Ksüluloos-5-PO4

3. C-C sidemete tekke ja katkemise reaktsioonid:

Riboos-5-PO4 + 2Ksüluloos-5-PO4 2F-6-P + GAP

H

CNH2

O

CH2

H

N

H

OH OH

H HOOP

O

HHOH OH

H HO

CH2

N

N

N

NH2

OP

O

O

O

+

NO

nicotinamide

adenine

esterified to Pi in NADP+

Nicotinamide Adenine Dinucleotide

NADH- katabolismNADPH-anabolism

Redokspotentsiaalid praktiliselt samad

Vajalik kataboolsete ja anaboolsete protsesside lahushoidmiseks

Glükoos-6-fosfaadi dehüdrogenaas

Pöördumatu, reguleeritud (NADPH, AtsüülCoA inhibeerivad)Produktideks laktoon ja NADPH

Fosfoglükonaadi dehüdrogenaas

Laktooni tsükkel on ebastabiilne, ent tsükli lagunemist katalüüsib ka laktonaas

Ribuloos-5-PO4 isomeraas

Süsinikskelettide ümbergrupeerimisi viivad läbi 2 ensüümi, nende reaktsioonide tulemusel tekivad glüteseraldehüüd-3-fosfaat ja fruktoos-6-fosfaat.

Transketolaas kannab üle C2 rühmi. Analoogiliselt püruvaadi dehüdrogenaasiga on TPP sõltuv ensüüm.

Transaldolaas kannab üle C3 rühmi : katalüütilise tsükli käigus moodustab lüsiini jääk Schiffi aluse

Transketolaas vajab TPP-d

Süsinikskeleti ümbergrupeerimised pentoosfosfaadi rajas

Pentoosfosfaadi raja kontroll

Vastavalt NADPH vajadusele kontrollitakse glükoos-6-fosfaadi dehüdrogenaasi. Juhul kui vajatakse ainult riboos-5-fosfaati (DNA ja RNA süntees) kasutatakse transketolaasi ja transaldolaasi reaktsioone ja lähtutakse fruktoos-6-fosfaadist ja glütseeraldehüüd-3-fosfaadist.

NADPH vajatakse glutatiooni reduktaasi tööks

Redutseeritud glutatiooni on vaja glutatiooni peroksüdasi jaoks vesinikperoksiidi ja mitmesuguste orgaaniliste peroksiidide kahjutustamiseks. Ensüümi kofaktor on seleen.

H3+N CH

COO-

CH2 CH2 C NH

O

CH

CH2

C

O

NH CH2 COO-

H3+N CH

COO-

CH2 CH2 C NH

O

CH

CH2

C

O

NH CH2 COO-

S

SH3+N CH

COO-

CH2 CH2 C NH

O

CH

CH2

C

O

NH CH2 COO-

SH

2

Glutatioon väldib redutseerunud

SH oksüdeerimist R S S R’

P-SH + P’-SH + O2 P-S-S-P’ + H2O

P-S-S-P’

G-SH

P-SH + G-S-S-P

G-SH

G-S-S-G + HS-P

Glutatiooni reduktaas sisaldab FADi

Glutatiooni reageerimine peroksiididega

2GSH + RA-O-O-H G-S-S-H + ROH + H2O

Pidev glutatiooni olemasolu on vajalik erütrotsüütide terviklikkuse säilitamiseks

~ 400,000,000 indiviidi on defektsed glükoosi dehüdrogenaasi osas!

Glükoosi metabolismi ülevaade