Биологический каталог




Основы биохимии. Том 2

Автор А.Уайт, Ф.Хендлер, Э.Смит, Р.Хилл, И.Леман

ть к глюкозе при обычной дозе 1 г глюкозы на килограмм массы тела концентрация глюкозы в крови в течение ~ 1 ч может возрасти от -~90 мг на 100 мл при голодании до максимального уровня, достигающего величины 140 мг на 100 мл. К этому времени скорость поступления глюкозы в кровь начинает снижаться, в то время как скорость ее потребления тканями возрастает, так что наступает снижение концентрации в крови. При этих условиях возросшая скорость удаления глюкозы из крови определяется следующими причинами: во-первых, скорость поступления глюкозы в клетки прямо пропорциональна концентрации глюкозы во внеклеточной жидкости и, во-вторых, повышение уровня глюкозы в крови стимулирует нормальную поджелудочную железу к выделению инсулина в кровь с повышенной скоростью (гл. 46). В связи с увеличением притока

15. МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ. II

647

глюкозы в клетки наблюдается ускорение гликогенеза, особенно в мышце, а также усиление гликолиза, как об этом свидетельствует увеличение содержания лактата в крови; дыхательный коэффициент растет, увеличиваясь в сторону единицы, что указывает ла большую интенсивность окисления углеводов, и содержание глюкозы в крови быстро падает. Обычно в конце второго часа концентрация глюкозы в крови становится приблизительно нормальной и часто продолжает уменьшаться, опускаясь ниже исходного уровня, вероятно, в результате продолжающегося влияния секреции инсулина (рис. 15.11). По мере исчезновения гипергликемии, стимулирующей островки Лангерганса, секреция инсулина возвращается к более низкому уровню.

В ходе орального теста на толерантность к глюкозе в норме у человека концентрация глюкозы в крови никогда не превышает значения, при котором сахар начинает выводиться с мочой и не возникает глюкозурии. У людей, страдающих диабетом, испытывающих недостаточность инсулина, содержание глюкозы в крови в периоды голодания повышено. После орального введения глюкозы уровень сахара в крови становится даже более высоким, зачастую превышая почечный порог и вызывая глюкозурию. Инсулино-вый ответ в этом случае будет недостаточным или совсем не проявится, и в результате падение концентрации глюкозы в крови будет происходить медленно. Человеку с таким типом ответа, как принято говорить, свойственна пониженная толерантность к глюкозе или повышенная кривая глюкозной толерантности (рис. 15.11).

250

? о

° 200

СП

? 150 з: X со

??}

to ЮО о

50

_|_

3

Время, ч

Рис. 15.11. Типичные кривые глюкозной толерантности, / — для нормального чечо-века; 2 — для человека, страдающего диабетом.

648

III. МЕТАБОЛИЗМ

У людей, страдающих гиперинсулинизмом, исходная концентрация глюкозы в крови часто более низка, чем в норме. Вскоре после того, как вслед за приемом глюкозы ее содержание в крови начинает подниматься, происходит секреция инсулина. Благодаря этому содержание глюкозы в крови начинает снижаться и в связи с избыточным инсулиновым ответом часто продолжает падать до таких низких уровней, как 40 мг/100 мл, что вызывает появление симптомов расстройства центральной нервной системы (гипо-гликемических судорог). Таким образом, эти люди проявляют аномально высокую толерантность к глюкозе. Отмечены разнообразные другие отклонения от нормальной картины глюкозной толерантности. При спру в результате нарушения всасывания глюкозы из просвета кишечника уплощенная кривая глюкозной толерантности может быть получена после оральной дачи глюкозы, хотя нормальная картина наблюдается после парэнтерального введения глюкозы.

15.7. Взаимопревращение гексоз

Все моносахариды, найденные в весьма разнообразных биологических олиго- и полисахаридах, вырабатываются из глюкозы теми же самыми клетками, которые образуют полисахариды. Для синтеза гликозидной связи каждый из моносахаридов должен присутствовать в форме нуклеозиддифосфата сахара анаг логично СЮРглюкозе, используемой для образования гликогена. На рис. 15.12 показаны пути, ведущие от глюкозо-6-фосфата к каждому из нуклеозидднфосфатов Сахаров, утилизируемых для такого рода синтезов в клетках животных. Отметим, что из этого общего правила существует одно исключение: ?-ацетилнейрамино-вая кислота используется в форме производного цитидинмонофос-фата. Отметим также, что на этой схеме находят свое место все главные пуриновые и пиримидиновые основания ДНК и РНК, исключая аденин. У растений и бактерий, однако, многие синтета-зы полисахаридов утилизируют ADPcaxapa, например при синтезе крахмала.

15.7.1. Альдозо-кетозные превращения; изомеразы

Взаимопревращения глюкозо-6- и фруктозо-6-фосфатов при участии фосфоглюкозоизомеразы были описаны в разд. 14.4.1. Фосфоманнозоизомераза катализирует аналогичную реакцию. Действие обоих ферментов происходит с образованием промежуточного ендиола. В этой реакции один из двух атомов водорода при С-1 кетозы обменивается с протонами воды. Обе изомеразы стереоспецифичны, но только для двух различных атомов водоро-

00

l_

со с л со

dTDPpaviHoaa

dTDPnnowna ¦

UDPranaKmoaa

UTP-или галактоэо- 1-Р

ГАЛАКТОЗА

1ФРксилоза

-со,

ГЛЮКОЗА

atpo_pi

глюкозо-б-Рг

-глтокозо-1-?

UTP

ийРглюпоза

ШРглюкуроно-вая кислота

атр

фруктозо-1-Р-ФРУКТОЗА

АТР

СМР-Ы-ацетилнейра миновая кислота

М-ацетилнейрами новая кислота

Ч фосфо-М-ацетилнейра-миновая кислота

: фруктозо-6-?

глутамин глюкозамин б-Р

?-ацетил-СоА

Ы-ацетилглюкоз-амин-6-?

М-ацетилглюкоз-амин-1-?

г1-ви,етилманноза мин-6-фосфат

Ы-ацетилманнозамин

UTP

UDP-N-ацетил глюкозамин

UDP-N-ацетилгалактоз-амин МАННОЗА

маннозо-6-?

манноэо-1-?

GDPManno3a

NADH + ?*

СРРфукоза

GTP

фукозс i-P

Ф9К03А

2 и н >

CI

о

Ъ

к

?

Ь И 03

g

о

53

Рис. 15.12. Взаимопревращения некоторых гексоз и образование активированных Сахаров для синтеза полисахарида в клетках млекопитающих. Ас — ?-ацетнл, PEP — фосфоенолпируват.

(650

III. МЕТАБОЛИЗМ

да, обозначенных соответственно Н- и Н*, в следующих структурах:

о=сн* I

носн — I

носн

I

НСОН I

НСОН

I

?????-,?, маннозо-6-фосфагл

НОСН-II

*НОС

Н"

*нсон I

- с=о I

носн I

НСОН I

НСОН I

?????,?, фрукптоэо-б-фосфагл

*НСОН II

сон-

*нс=о

I

— НСОН ~~ I носн

НСОН I

НСОН

?????.,?. глюкозо- 6 - фосфат

15.7.2. Мутазы

Небольшая группа ферментов катализирует имеющую значение для ряда процессов реакцию, которая, по существу, представляет собой внутренний перенос фосфата от одной гйдроксидной группы к другой в пределах той же молекулы по типу фосфоглю-комутазной (разд. 15.3.3) и фосфоглицеромутазной (разд. 14.4.2) реакций, которые были описаны ранее. Фосфоглюкомутаза может также функционировать по этому типу с маннозофосфатом и ?-ацетилглюкозаминфосфатом, но имеются также и специфические мутазы для обоих этих субстратов в печени и других тканях.

15.7.3. Пирофосфорилазы

Главная пирофосфорилаза животных тканей, а именно та, которая участвует в синтезе уридиндифосфатглюкозы, уже рассматривалась (разд. 15.3.8). Реакция описывается уравнением

нуклеозидтрифосфат -f- сахар-1-фосфат -ч > нуклеозиддифо:фатсахар -\- PPt

Все известные в настояшее время сахарные компоненты нуклео-зиддифосфатсахаров перечислены в табл. 15.4. Пирофосфорилаз-ная реакция не ограничена только образованием сахарофосфатов. СЭРглицерин и СЭРрибит образуются подобным образом из глицерол- и рибитолфосфатов у тех бактерий, у которых тейхое-вая кислота входит в состав клеточной стенки (разд. 15.10.2). Многие нуклеозиддифосфатсахара не образуются непосредственно из сахара или сахарофосфата, а возникают в ходе метаболизма только благодаря превращениям существующего нуклеозиддифосфатсахара. Некоторые примеры были приведены на рис. 15.12.

15. МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ. II

651

15.7.4. Эпимеразы

Эпимеризация — это относительно общая реакция в метаболизме углеводов. Наиболее известным примером является эпимеризация у С-4 иОРглюкозы, дающая 1ЮРгалактозу; эта реакция катализируется в печени уридиндифосфатглюкозоэпимеразой, представляющей собой тетрамер (мол. масса ~250ООО), и в общем виде может быть записана следующим образом:

уридиндифогфатглюкоза

уридиндифосфатгалактоза

Этот фермент, как и все другие эпимеразы такого рода, проявляет абсолютную потребность в NAD+, который прочно связан с ферментом.

Специальный случай эпимеризации представляет собой мутаротация глюкозы, катализируемая мутаротазой, которая очень широко распространена в тканях животных. Эпимераза, имеющаяся в растениях, катализирует образование 1ЮРарабинозы из 1-ШРксилозы. Особенно интересна эпимераза животных тканей, катализирующая суммарную реакцию

UDP-N-ацетилглюкозамин -*¦ ?-ацетилманнозамин + UDP

Таблица 15.4

Некоторые сахарные компоненты нуклеозиддифосфатсахарова

Нуклеозиддифосфат

Сахар

Уридиндифосфатные эфиры (UDP-X+)

Аденозиндифосфатные эфиры (ADP-X)

Гуанозиндифосфатные эфиры (GDP-X)

Цитидиндифосфатные эфиры (CDP-X)

Цитидинмонофосфатные эфиры (СМР-Х)В

Тимидиндифосфатные эфиры (dTDP-X)

Глюкоза, галактоза6, глюкозамин6, манноз-амин6, ?-ацетилглгокозамин, ?-ацетилгалактоз-амин6, мурамовая кислота6, глюкуроновая кислота, галактуроновая кислота, ксилоза, ара-бнноза6, рамноза

Глюкоза

Глюкоза, галактоза6, манноза6, фруктоза6, рамноза6, колитоза

Глюкоза, тивелоза, аскарилоза, паратоза, абеквоза

?-ацетнлнеираминовая кислота6

Глюкоза, галактоза, манноза, глюкозамин, ?-анетилглюкозамин, ?-ацетилгалактозамин, рамноза

* X — одни из сахаров. перечисленных в следующей колонке таблицы, "обнаружен только в тканях животных. в Нуклеозидмонофосфатсахар.

8*

?52

III. МЕТАБОЛИЗМ

Эта реакция осуществляется на пути, ведущем к CMP-N-ацетил-яейраминовой кислоте, и служит пусковой стадией процесса. По-зтому заслуживает внимания то обстоятельство, что CMP-N-aue-тилнейраминовая кислота — аллостерический ингибитор этой реакции. Этот же фермент может катализировать эпимеризацию самого ?-ацетилглюкозамина непосредственно в ?-ацетилманноз-амин, но эта реакция, по-видимому, имеет лишь небольшое физиологическое значение. АТР играет роль аллостерического положительного эффектора

страница 23
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126

Скачать книгу "Основы биохимии. Том 2" (8.40Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(10.12.2019)