piruvatp apykaitos keliai. Piruvato oksidacinis dekarboksilinimas (reakcijos, energetinė vertė, PDG struktūra, vitaminų svarba)

Question 1

Piruvato apžvalga, bendrybės, svarba

Answer 1

Vienas produktų sujungiančių visas apykaitas – piruvatas. Piruvato katabolizmas (jis susidaro iš a.r., angliavandenių, dalies riebalų apykaitos produktų). Piruvatas yra tas bendras metabolitas, kuris apjungia angliavandenių apykaitą su dalimi baltymų ir riebalų apykaitomis. Tai bendras kelių apykaitų katabolizmo produktas. Tolimesnė piruvato apykaita žmonių organizme vyksta 4 keliais (prokariotuose - 5 keliais).

Question 2

keliais ir kokiais keliais piruvato apykaita vyksta žmogaus organizme?

Answer 2

1. Piruvato oksidacinis dekarboksilinimas.
2. Piruvato virtimas laktatu 3.Piruvato karboksilinimas į oksalo acetatą.
3. Piruvato transamininimas,

Question 3

keliais ir kokiais keliais piruvato apykaita vyksta prokariotuose?

Answer 3

1. Piruvato oksidacinis dekarboksilinimas.
2. Piruvato virtimas laktatu
3. Piruvato karboksilinimas į oksalo acetatą.
4. Piruvato transamininimas.
5. Anaerobinis alkoholinis rūgimas

Question 4

Piruvato oksidacinis dekarbokslinimas

Answer 4

Bendrasis metabolizmo kelias, vykstantis mitochondrijose aerobinėmis sąlygomis. Susidaręs acetilKoA toliau oksiduojamas Krebso cikle (PDG – piruvatdehidrogenazė).

Question 5

piruvato virtimas laktatu

Answer 5

Piruvato virtimas laktatu. Vyksta citozolyje anaerobinėse sąlygose. Dar vadinamas pienarūgščiu rūgimu. Žmogaus organizme tokia reakcija vyksta intensyviai dirbančiuose raumenyse (raumenyse susidaro laktatas). Ramybės būsenoje 70-80% pieno rūgšties krauju pernešama į kepenis, kur dalis jos yra panaudojama gliukozės resintezei – gliukoneogenezei, ir gliukozė vėl grąžinama į raumenis (Kori ciklas), o kita dalis – oksiduojama iki CO2 ir H2O.

Question 6

piruvato karboksilinimas į aksalo acetatą

Answer 6

Piruvato karboksilinimas į oksalo acetatą. Svarbiausia anaklerozinė Krebso ciklo reakcija – reakcija, papildanti Krebso ciklą oksalo acetatu.

Question 7

piruvato transamininimas

Answer 7

Piruvato transamininimas, katalizuojanat ALAT’ui. Piruvato transamininimo metu susidaro alaninas, šita a.r. nuneša raumenų azotą kepenims, kur jis amoniako pavidalu įjungiamas į šlapalo sintezę ir šalinamas iš organzimo (su šlapalu).

Question 8

anaerobinis alkoholinis rūgimas

Answer 8

Anaerobinis alkoholinis rūgimas – žmonių organizme nevyksta. Vyksta dviem stadijomis: pirmiausia katalizuojant piruvatdekarboksilazei susidaro acetaldehidas, kurį alkoholdehidrogenazė redukuoja į etanolį. Žmogaus audiniai neturi piruvatdekarboksilazės, todėl alkoholis audiniuose nėra gaminamas. Tačiau žarnyno mikroflora šiek tiek gali gaminti etanolį.

Question 9

piruvato oksidacinis dekarbokslinimas eiga

Answer 9

Piruvato oksidacinis dekarboksilinimas
Piruvatas susidaręs citozolyje iš gliukozės ar kitų monosacharidų, glikolizės procese iš kai kurių a.r., translokazių pagalba yra pernešamas į mitochondrijas ir ten paverčiamas acetilKoA. Šią oksidacinio dekarboksilinimo reakciją katalizuoja mitochondrijų matrikse esantis multifermentinis kompleksas piruvatDG (PDG). Žinduolių piruvatdehidrogenazė nuo 7000-8500kDa molio masės (E. Coli piruvatDG 4600 kDa, ji sudaryta iš 60 subvienetų).

Question 10

kas sudaro piruvatDG kompleksą

Answer 10

PiruvatDG kompleksą sudaro 3 fermentai ir 5 kofermentai.

Question 11

1 fermentas piruvatDG komplekse

Answer 11

1 fermentas – piruvatDG. Jos vardu pavadintas ir visas kompleksas. Ji sudaryta iš 24 α ir β subvienetų, išsidėsčiusių kaip 12 dimerų ir sudarančių maždaug kubo briaunų. Tiamindifosfatas (TPP) kofermmentas (diaminpirofosfatas) prisijungęs prie kiekvieno subvieneto.

Question 12

dihidrolipoiltransacetilazė piruvatDG komplekse

Answer 12

Kitas fermentas – dihidrolipoiltransacetilazė. Jis sudaryta irgi iš 24 vienodų subvienetų, sudarančių 8 trimerus. Jie sudaro kubo formos piruvatDG komplekso šerdį. Jų kofermentas yra lipoamidas, kovalentiškai prisijungęs prie kiekvieno subvieneto.

Question 13

dihidrolipoilDG piruvat DG komplekse

Answer 13

DihidrolipoilDG, sudaryta iš 12 vienodų α subvienetų, išsidėsčiusių kaip 6 dimerai pasiskirstę šešiuose kubo paviršiuose. Jų kofermentas yra FAD’as, stipriai susijungęs su kiekvienu subvienetu. NAD’as ir KoA yra du laisvi kofermentai, nesusijungę su fermentais.

Question 14

Kokie vitaminai įeina į piruvatDG komplekso kofermentus?

Answer 14

Į šių kofermentų sudėtį įeina 5 gyvybiškai svarbūs vitaminai:
vit. B1 (TDP);
vit. B2 (FAD);
pantoteno rūgštis (KoASH);
vit. PP (NAD);
lipo rūgštis.

Question 15

piruvato oksidacinio dekarboksilinimo etapai

Answer 15

Piruvato oksidacinio dekarboksilinimo etapai:

1. Piruvatas veikiamas piruvatDG. Tiaminpirofosfatas reaguoja su piruvatu, prisijungia nuo jo hidroksietilo grupę ir atksyla CO2.
2. Lipoamidas paima hidroksietilą iš piofosfato ir redukuodamasis prijungia acetilo grupę, atlaisvidnamas piruvatDG fermentą.
3. KoA paima iš lipoamido acetilo grupę ir susidaro pagrindinis reakcijos produktas acetilKoA, tačiau lipamidas jau turi redukuotą formą.
4. Reikia atstatyti lipoamidą į oksiduotą formą ir tai padaro trečiasis fermentas su kofermentu FAD’u, kuris paima du H. Jis redukuojasi, susidaro FADH2 ir lipoamidas yra atstatomas į aktyvią oksiduotą formą.
5. FAD’as į aktyvią formą yra atstatomas NAD’o pagalba.

Question 16

piruvato oksidacinio dekarbokslinimo sumos lygtis

Answer 16

–

Question 17

piruvato oksidacinio dekarbokslinimo produktų likimas.

Answer 17

Redukuotas NADH’as eina į audinių kvėpavimą.
Fiziologinėmis sąlygomis ši reakcija yra negrįžtama, dėl didelio neigiamo laisvosios energijos pokyčio ir todėl iš riebalų r. susidaręs acetilKoA negali būti verčiamas piruvatu.

Question 18

kaip gali būti reguliuojamas piruvatDG aktyvumas?

Answer 18

Piruvatdehidrogenazės aktyvumas yra reguliuojamas alosteriškai ir kovalentiškai modifikuojant fosforilinimo būdu.

Question 19

kas alosteriškai slopina piruvat DG aktyvumą?

Answer 19

PiruvatDG aktyvumą alosteriškai slopina:
NADH;
acetilKoA;
riebalų r.;
ATP.

Question 20

kas alosteriškai aktyvinas piruvatDG ?

Answer 20

Šį kompleksą alosteriškai aktyvina:
NAD’as;
KoA;
AMP.

Question 21

kas vyksta kovalentiškai modifikuojant piruvat DG kompleksą?

Answer 21

Kovalentiškai modifikuojant piruvatDG kompleksas yra neaktyvus fosforilintas ir aktyvus nefosforilintas.

Question 22

kas fosforilina ir mažina aktyvumą piruvat DG?

Answer 22

Šitą kompleksą fosforilina ir jo aktyvumą mažina piruvatDG kinazė

Question 23

kas aktyvina piruvat DG kinazę?

Answer 23

o jos aktyvikliai yra:
ATP;
NADH
acetilKoA.

Question 24

kas slopina fosforilinimą ir piruvatDG palaiko aktyvią?

Answer 24

Fosforilinimą slopina ir piruvatDG palaiko aktyvią piruvatas

Question 25

kas defosforilina piruvatDG ?

Answer 25

be to piruvatDG defosforilina piruvatDG fosfatazė.

Question 26

kas aktyvina piruvat DG fosfatazę?

Answer 26

Šią fosfatazę aktyvina:
Ca2+ jonai;
indukuoja insulinas.