в опытах in vitro, 8,8-103:

«ИРН7, 38Х)=7«^г8,3-10*. (П.,0)

Аналогичным путем можно показать, что несколько других реакций дегидрирования также находятся в состоянии, близком к равновесному.

Рассмотрим теперь стадию А реакции (11-9), т е реакцию окисления глицеральдегид-3-фосфата, требующую присутствия ADP и PI (рис. 8-13). Экспериментальные данные показывают, что в цитоплазме эта реакция также находится в состоянии равновесия. В серии опытов соотношение [ATP]/[ADP] • [Pi], характеризующее состояние фосфорилирования, оказалось равным 709, тогда как соотношение [3-фосфоглицерат]/[глицеральдегид-3-фосфат] составило 55,5. Суммарная константа равновесия для стадии А в реакции (11-9) выражается следующим образом:

К' ( Н7 ?8 °С\ [АТР] [3-фосфоглицерат] [NADH]

АафМ/, 30 Ч— [ADP][P,] ' [Глицеральдегидфосфат] [NAD+] ~~

=709.55,5-1/634=62. (Н-И)

Эта величина, вычисленная из известных констант равновесия, равна 60.

Исходя из этих данных, Кребс (Krebs) и Вич (Veech) пришли к выводу, что состояние окисления системы, содержащей NAD, определяется в основном соотношением, характеризующим степень фосфорилирования адениннуклеотидной системы [9] Если концентрация АТР высока, то равновесие стадии А в реакции (11-9) будет достигаться при большом избытке NAD+ по сравнению с NADH и нужное соотношение

[Лактат]/[Пируват] будет устанавливаться за счет окисления лактата до пирувата.

Важно не путать реакции, описываемые уравнением (11-9), когда они протекают в анаэробных клетках, с тесно сопряженной парой окислительно-восстановительных реакций в случае гомоферментативного молочнокислого брожения (гл. 9, разд. Е, 1, а). Смысл вывода, к которому пришли Кробс и Вич, состоит ,по существу в том, что стадии а и /в в уравнении (11-9) находятся в большинстве случаев в равновесии, а стадия б может протекать относительно медленно. Кроме того, следует иметь в виду, что пируват утилизируется во многих других метаболических реакциях, а АТР гидролизуется и превращается в ADP в результате многочисленных процессов, .протекающих в клетке. Восстановленный NAD не вступает в цикл между двумя ферментами >в стехиометри-ческих количествах, и образующиеся «восстановительные эквиваленты» NADH в большей части переносятся в митохондрии. Смысл реакций, описываемых уравнением (11-9) состоит в том, что окислительно-восстановительные пары составляют окислительно-восстановительную буферную систему определенного типа, которая поддерживает отношение [NAD+]/[NADH] на уровне, необходимом для ее метаболического функционирования.

Несколько неожиданным оказался тот факт, что отношение [NAD+]/[NADH] в митохондриях приблизительно в 100 раз ниже, чем в цитоплазме. Если даже митохондрии представляют собой именно те места, в которых NADH окисляется до NAD+, то интенсивная катаболи-ческая активность, имеющая место при р-окислении, и цикл трнкарбоновых кислот обеспечивают очень быстрое образование NADH. Кроме того, восстановленное состояние NAD, по-видимому, поддерживается низким потенциалом лары р-оксибутчрат—ацетоацетат (гл. 10, разд. Д, 7). Митохондриальные пиридиннуклеотиды также, судя по всему, находятся в равновесии с глутаматдегидрогеназой [9].

Возникает вопрос: каким образом в цитоплазме отношение [NADPH]/[NADР+] устанавливается и поддерживается на более высоком уровне, чем отношение [NADH]/[NAD+] ? Одной из реакций, которая рассматривалась выше, является трансгидрирование:

NADH -f- NADP+ - NAD+ + NADPH. (11-12)

Имеются растворимые ферменты, катализирующие эту реакцию, для которых величина К близка к единице. Содержащаяся в митохондриях энергозависимая система (гл. 10, разд. Д, 10), включающая мембраны, ускоряет эту реакцию и смещает равновесие в сторону более высокого содержания NADPH. В цитоплазме же эта система, по-видимому, не функционирует.

Другой очевидный путь, который мог бы приводить к увеличению соотношения [NADPH]/[NADP+J, состоит в превращении NADH в NADPH путем переноса фосфатной группы от АТР. NADP+; образующийся после использования NADPH, мог бы гидролизоваться фосфата-зой до NAD+ и вновь превращаться в .NADH в результате одной из многочисленных катаболических реакций. Процесс должен был бы идти почти строго параллельно последовательности фосфорилирование — де-фосфорилирование, используемой в сопряженном процессе расщепления АТР и активации сульфата [уравнение (11-4)]. Хотя эта идея представляется вполне правдоподобной и привлекательной, однако в настоящее время мы не располагаем доказательствами того, что указанный путь увеличения концентрации NADH действительно реализуется в организмах.

Основной путь сопряжения процесса расщепления АТР и восстановления NADP+ в организме человека состоит в карбоксилировании с последующим декарбоксилированием. Один цикл, сопровождающий такого рода превращение, показан в уравнении (11-13). Первая стадия [стадия а, уравнение (11-13)] представляет собой АТР-зависимое кар-боксилирование пирувата до оксалоацетата — реакцию, активно протекающую в митохондриях [уравнение (8-2)]. Получающийся