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