БИОХИМИЯ - Л. Страйер - 1984

ТОМ 2

ЧАСТЬ II ГЕНЕРИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ МЕТАБОЛИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ГЛАВА 12. ГЛИКОЛИЗ

12.4. Образование глицеральдегид- 3-фосфата путем расщепления и изомеризации

Вторая стадия гликолиза состоит из четырех этапов и начинается с расщепления

фруктозо-1,6-бисфосфата с образованием глицеральдегид-3-фосфата и дигидроксиаце-тонфосфата. В дальнейших реакциях гликолиза участвуют трехуглеродные, а не шестиуглеродные соединения. Это превращение катализируется алъдолазой. Название фермента отражает природу обратной реакции, представляющей собою альдольную конденсацию.

Глицеральдегид-3-фосфат стоит на «столбовом пути» гликолиза. К дигидроксиацетонфосфату это не относится. Однако дигидроксиацетонфосфат может легко превращаться в глицеральдегид-3-фосфат. Эти соединения являются изомерами: дигидрок сиацетонфосфат-кетоза, а глицеральдегид-3-фосфат-альдоза. Изомеризация указанных трехуглеродных фосфорилированных сахаров катализируется триозофосфат-изомеразой. Реакция характеризуется большой быстротой и обратимостью. В состоянии равновесия 96% триозофосфатов приходится на долю дигидроксиацетонфосфата. Тем не менее превращение дигидроксиацетонфосфата в глицеральдегид-3-фосфат протекает легко, поскольку последний эффективно удаляется.

Таким образом, две молекулы глицераль- дегид-3-фосфата образуются из одной молекулы фруктозо-1,6-бисфосфата при последовательном действии альдолазы и триозо- фосфат-изомеразы

12.5. Хранение энергии: фосфорилирование, сопряженное с окислением глицеральдегид- 3-фосфата

На предыдущих стадиях гликолиза происходило превращение одной молекулы глюкозы в две молекулы глицеральдегид-3-фосфата. Извлечение энергии при этом еще не имело места. Напротив, на этой стадии расходовалось две молекулы АТР. Мы переходим теперь к ряду стадий, на которых происходит потребление энергии, содержащейся в глицеральдегид-3-фосфате.

Начальная реакция в этой последовательности представляет собою превращение глицеральдегид-3-фосфата в 1,3-бисфосфоглицерат (1,3-БФГ), катализируемое глицеральдегид-3-фосфат—дегидрогеназой

Глицеральдегид-З-фосфат + NAD ⁺ + Р i ⇄ 1,3-БФГ + NADН + Н⁺.

При этой окислительно-восстановительной реакции происходит генерирование высокоэнергетического фосфатного соединения. Альдегидная группа при С-1 превращается в ацилфосфат-смешанный ангидрид фосфорной и карбоновой кислот.

Энергия, необходимая для образования этого ангидрида, имеющего высокий потенциал переноса фосфатной группы, высвобождается при окислении альдегидной группы. Заметим, что С-1 в 1,3-БФГ находится на окислительном уровне карбоновой кислоты. Образование 1,3-БФГ представляет собой пример фосфорилирования на субстратном уровне. Механизм этой сложной реакции, в которой окисление сопряжено с фосфорилированием, мы рассмотрим несколько позднее (разд. 12.14).

12.6. Образование АТР из 1,3-бисфосфо- глицерата

На следующем этапе гликолиза высокий потенциал переноса фосфорильной группы, присущий 1,3-БФГ, используется для генерирования АТР. И действительно, это первая реакция гликолиза, в которой происходит образование АТР. Перенос фосфорильной группы от ацилфосфатной группы 1,3-БФГ на ADP катализируется фосфогли- цераткиназой. В качестве продуктов реакции образуются АТР и 3-фосфоглицерат.

Таким образом, в результате реакций, катализируемых глицеральдегид-3-фосфат — дегидрогеназой и фосфоглицераткиназой, происходят следующие процессы.

1. Глицеральдегид-3-фосфат, альдегид, окисляется в 3-фосфоглицерат, карбоновую кислоту.

2. NAD⁺ восстанавливается в NADH.

3. Из Рi и ADP образуется АТР.