одящее при этом дегидрирование глицеральдегид-3-фосфата необычайно важно для дрожжей и многих других микроорганизмов, живущих в анаэробных условиях и полностью зависящих от этой реакции как источника энергии. Поскольку в расчете на каждую молекулу гексозы образуются всего две молекулы АТР1}, то неудивительно, что дрожжи вынуждены сбраживать огромные количества сахара.

В аэробных тканях реокисление NADH осуществляется компонентами цепи переноса электронов в митохондриях (гл. 10).

3. Пентозофосфатные пути

Важные метаболические пути, в которых участвуют пятиуглеродные пентозные сахара, называют либо пентозофосфатными путями, либо фосфоглюконатным путем, либо гексозомонофосфатным шунтом. Исторически первые данные о существовании таких путей были получены в экспериментах Варбурга по окислению глюкозо-6-фосфата в 6-фосфоглюконат. Напомним, что при изучении именно этой реакции был открыт NADP+ (гл. 2, разд. 3). Многие годы это окисление считали ферментативной реакцией, лежащей вне каких-либо определенных метаболических путей. Вместе с тем существовало предположение, что эта реакция является частью альтернативного пути распада глюкозы. Это предположение укрепилось после того, как было обнаружено, что процесс дыхания в тканях продолжается в присутствии высоких концентраций ионов фтора — известных ингибиторов енолазной реакции, — способных почти полностью блокировать процесс гликолиза. В некоторых тканях (в частности, в печени) этот альтернативный путь дыхания оказывается особенно активным. Теперь мы знаем, что пентозофосфатные пути многообразны и многоплановы. Они не только занимают существенное место в процессах катаболизма,-но при функционировании в обратном направлении (восстановительный пентозофосфатный путь) являются ключевыми реакциями фотосинтеза, приводящими к образованию сахара

В ходе окислительных пентозных путей происходит отщепление от углеродной цепи сахара последовательно по одному атому углерода, который освобождается в форме СОг. Необходимые для этой цели ферменты составляют три различные системы; все они имеются в цитозоле-живых клеток: I) дегидрогеназно-декарбоксилазная система, II) изо-меризующая система и III) система структурной перестройки сахара. Дегидрогеназно-декарбоксилазная система расщепляет глюкозо-б-фос-фат до COs и пентозофосфата [рибулозо-5-фосфат; уравнение (9-12)}. Для этого требуются три фермента, первым из которых является глю-козо-6-фосфат—дегидрогеназа [уравнение (9-12), стадия а; см. также уравнение (8-42)]. Непосредственный продукт реакции, лактон, может гидролизоваться самопроизвольно, однако глюконолактоназа [уравнение (9-12), стадия б] значительно ускоряет раскрытие кольца. Второе дегидрирование катализируется 6-фосфоглюконат-дегидрогеназой [уравнение (9-12), стадия в]; далее сразу же происходит катализируе1} Превращение глюкозы в лактат или в этанол и С02 сопровождается в итоге синтезом двух молекул АТР. Логичнее всего считать, что оии образуются иа стадии окисления глицеральдегид-3-фосфата. Образование же АТР из PEP и ADP на стадии 10 (рис. 9-7) можно рассматривать как воспроизводство АТР, «истраченного* на затравочные реакции Отметим, что выход АТР при превращении в пируват глюкозиых остатков гликогена составляет три молекулы. Однако на включение в состав гликогена каждого остатка глюкозы ранее потребовалось затратить две молекулы АТР (урав* неиие И-24). Следовательно, суммарный выход сбраживания запасенного ранее полисахарида составляет всего одну молекулу АТР на молекулу гексозы.

мое тем же ферментом (3-декарбоксилирование [по аналогии с уравнением (7-75)]. Значение AG° для окисления глюкозо-6-фосфата в рибу(р}-о-сн2

.он

HON

'он

ОН

Глюкозо - 6-Р

L- NADP+

Глюкозо -6~

qjocqoam - а

дешдроееназа NADpH

(р>-0-"СН2

ноо

,он

он

У"

н,о

Глюконолакгпоназ а

СООН НС—ОН

I

но—с—н !

не—он

I

не—он сн2о@

б-фоссроглюконовая кислота

NADP+

б -фоскроглюкоиат -ЬегиЬрогеназа

и

ч

NADPH

СООН I

НС—ОН

I

с=о

I

НС—он

I

НС—он

! гл

сн2о©

сн2он с-=о

I

—^нс—он \ I

с°2 не—он

I гл сн2о®

Рибулозо-ЪЛ?

(9-12)

лозо-5-фосфат за счет NADP+ в соответствии с уравнением (9-12) составляет —30,8 кДж • моль~3 — достаточна большая отрицательная величина, чтобы в равновесном состоянии отношение [NADPH]/JNAOP*], было выше 2000 при парциальном давлении С02 в 0,05 атм.

Изомеризующая система, состоящая из двух ферментов, обеспечивает взаимные превращения трех пентозофосфатов [уравнение (9-13); в приведенной формуле рибулозо-5-Р опечатка, перешедшая из оригинала: одна СНОН-группа лишняя. — Ред.]. В результате образуется равновесная смесь этих трех пентозофосфатов. В дальнейших реакциях участвуют ксилулозо-5-фосфат и рибозо-5-фосфат.

(9-13)

Система структурной перестройки сахара включает два фермента, транскетолазу и траисальдолазу. Оба фермента катализируют разрыв цепи и реакции переноса [уравнения (9-14) и (9-15)] у одной и той же группы субстратов. Эти ферменты осуществляют два основных типа разрыва связи С