В. Определите, какое количество атф может синтезироваться за счет данной реакции. Ответ поясните.

Реакция декарбоксилирования α-кетокислоты – превращение α-кетоглутаровой кислоты в сукцинил-КоА. Это 4 реакция ЦТК. В этой реакции α-кетоглутарат подвергается окислительному декарбоксилированию с образованием в качестве конечных продуктов сукцинил-КоА, СО2 и НАДН + Н. В результате этой реакции образуется сукцинил-КоА.

А. Катализирует данную реакцию α-кетоглутаратдегидрогеназный комплекс, который по структуре и функциям сходен с пируватдегидрогеназным комплексом(ПДК). Подобно ему он  включает 3 фермента: α-кетоглутаратдекарбоксилазу, дигидролипоилтранссукцинилазу и дигидролипоилдегидрогеназу. Кроме того, в этот ферментный комплекс входят 5 коферментов: ТДФ (тиаминдифосфат), ФАД⁺ (флавинадениндинуклеотид), НАД⁺ (никотинамидадениндинуклеотид), НS-КоА (коэнзим А), липоевая кислота.

Существенное отличие этой ферментной системы от пдк- то что она не имеет сложного механизма регуляции, какой характерен для ПДК. В этом комплексе отсутствуют регуляторные субъединицы. Равновесие реакции окислительного декарбоксилирования α-кетоглутарата силь сдвинуто в сторону образования сукцинил-КоА, и ее можно считаь однонаправленной.

 Витамины:

витамин В₁ (тиамин) – кофермент ТДФ,

Источники: Черный хлеб, злаки, горох, фасоль, мясо, дрожжи.

Суточная потребность:2,0-3,0 мг.

Строение: В составе тиамина определяется пиримидиновое кольцо, соединенное с тиазоловым кольцом. Коферментной формой витамина является тиаминдифосфат.

Всасывается в тонком кишечнике в виде свободного тиамина. Витамин фосфорилируется непосредственно в клетке-мишени. Примерно 50% всего В1 находится в мышцах, около 40% – в печени. Единовременно в организме содержится не более 30 суточных доз витамина.

Биохимические функции:

1. Входит в состав тиаминдифосфата (ТДФ), который является коферментом:

- фермента транскетолазы пентозофосфатного пути, в котором образуется рибоза, необходимая для синтеза нуклеиновых кислот ДНК и РНК, обеспечивающих рост тканей.

- ферментов пируватдегидрогеназы и α-кетоглутаратдегидрогеназы, которые участвуют в энергетическом обмене.

2. Входит в состав тиаминтрифосфата в нервной ткани, участвующего в передаче нервного импульса.

3. Другие производные витамина являются ингибиторами моноаминооксидазы, что способствует пролонгированному действию катехоламинов в ЦНС.

 

витамин В₂ (рибофлавин) – кофермент ФАД⁺,

Источники: Достаточное количество содержат мясные продукты, печень, почки, молочные продукты, дрожжи. Также витамин образуется кишечными бактериями.

Суточная потребность: 2,0-2,5 мг.

В состав рибофлавина входит флавин – изоаллоксазиновое кольцо с заместителями (азотистое основание) и спирт рибитол.

Коферментные формы витамина дополнительно содержат либо только фосфорную кислоту – флавинмононуклеотид (ФМН), либо фосфорную кислоту, дополнительно связанную с АМФ – флавинадениндинуклеотид (см также упрощенные формулы коферментов). В кишечнике рибофлавин освобождается из состава пищевых ФМН и ФАД, и диффундирует в кровь. В слизистой кишечника и других тканях вновь образуется ФМН и ФАД.

Биохимические функции: Кофермент оксидоредуктаз – обеспечивает перенос 2 атомов водорода в окислительно-восстановительных реакциях.

Витамин содержат:

1. Дегидрогеназы энергетического обмена – пируватдегидрогеназа, α-кетоглутаратдегидрогеназа, сукцинатдегидрогеназа, ацил-КоА-дегидрогеназа, митохондриальна α-глицеролфосфатдегидрогеназа.

2. Оксидазы, окисляющие субстраты с участием молекулярного кислорода.

витамин В₅ (никотиновая кислота) –  кофермент НАД⁺,

Источники: Хорошим источником являются печень, мясо, рыба, бобовые, гречка, черный хлеб, вмолоке и яйцах витамина мало. Также синтезируется в организме из триптофана – 60 мгтриптофана равноценны примерно 1 мг никотинамида.

Суточная потребность: 15-25 мг.

Витамин существует в виде никотиновой кислоты или никотинамида. Его коферментными формами являются никотинамидадениндинуклеотид (НАД) и фосфорилированная по рибозе форма – никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ).

Биохимические функции:

Перенос гидрид-ионов Н– (атом водорода и электрон) в окислительно-восстановительных реакциях. Благодаря переносу гидрид-иона витамин обеспечивает следующие задачи:

1. Синтез и окисление карбоновых кислот, аминокислот (глутамат), жиров (холестерол, жирные кислоты) и углеводов, так как НАД и НАДФ служат коферментами большинства дегидрогеназ.

2. НАДН выполняет регулирующую функцию, поскольку является ингибитором некоторых реакций окисления, например, в цикле трикарбоновых кислот.

3. Защита наследственной информации – НАД является субстратом поли-АДФ-рибозилирования в процессе сшивки хромосомных разрывов и репарации ДНК, что замедляет некробиоз и апоптоз клеток.

4. Защита от свободных радикалов – НАДФН является необходимым компонентом антиоксидантной системы клетки.

5. НАДФН участвует в реакциях синтеза тетрагидрофолиевой кислоты (см ниже) из фолиевой.

витамин В₃ (пантотеновая кислота) –кофермент  Н S -КоА,

Источники: любые пищевые продукты, особенно бобовые, дрожжи, животные продукты.

Суточная потребность: 10-15 мг.

Витамин существует только в виде пантотеновой кислоты, в ее составе находится β-аланин и пантоевая кислота (2,4-дигидрокси-3,3-диметилмасляная). Его коферментными формами являются кофермент А (коэнзим А, HSКоА) и 4-фосфопантетеин.

Коэнзим А не связан прочно с каким-либо ферментом, его функция – перенос ацильных (в том числе ацетильных) групп:

- в реакциях энергетического окисления глюкозы и жирных кислот, радикалов аминокислот, например, в работе ферментов пируватдегидрогеназы, α-кетоглутаратдегидрогеназы, ацил-SКоА-дегидрогеназы, еноил-SКоА-дегидрогеназы.

- в реакциях синтеза жирных кислот,

- в реакциях синтеза ацетилхолина и гликозаминогликанов, образования гиппуровой кислоты и желчных кислот.