Гексозлар Глицерин Ёг кислоталари 20 хил аминокислота

Гексозлар Глицерин Ёг кислоталари 20 хил аминокислота

Иккинчи боскичда: оралик алмашинувнинг бошлангич боскичи-моносахаридлар ва глицерин пируватга айланади, ёг кислоталари эса - ацетил КоА га, аминокислоталар-пируватга, альфа-кетоглутаратга, фумаратга, сукцинат ва ацетил КоА га айланади.

Бу боскичда озука моддалардаги 30% энергия ажралиб чикади.

Учинчи боскичда (оралик моддалар алмашинуви) хосил булган 4 та охирги махсулот: ацетил КоА, альфа- кетоглутарат, фумарат, сукцинат лимон кислотаси циклида СО₂ ва Н₂О гача парчаланади. Натижада озука моддалардан колган 60-70% энергия ажралиб чикади.

Пироузум кислота глюкоза, глицерин ва айрим аминокислоталарни узига хос катаболизм йули билан хосил булади. Хужайраларда пироузум кислотаси оксидланиш йули билан декарбоксилланиб ацетил-КоА, СО₂, Н₂О га парчаланади. Бу реакцияларнинг кетма-кетлигини куйидагича :

Бу реакцияни пируват-липоат-оксидоредуктаза (ёки ПДГ) ферменти катализлайди.

Бу реакция липоатацетилтрансфераза ферменти таъсирида бошкарилади.

Пироузум кислотаси цитоплазмадан митохондрияга концентрация градиенти хар-хиллиги туфайли осонгина утади. Пироузум кислота ацетил-КоАга айланишини пируватдегидрогеназа фермент комплекси тезлаштиради. У полифермент булиб, учта хар-хил фермент ва бешта коферментдан ташкил топган. Бу фермент комплекси пироузум кислотани декарбоксилланиш йули билан оксидланиш реакциясини тезлаштиради.

Биринчи фермент пируватдегидрогеназа (ёки пируват-липоатоксидоредуктаза) тетрамер булиб, иккита ТПФ тутувчи массаси-36.000 дальтонга тенг -занжирдан ва С₂ - бирликларини липоат кислота колдигига ташувчи иккита -занжирдан иборат.

Иккинчи фермент дигидролипоилтрансацетилаза ёки липоатацетилтрансфераза, массаси 52.000 га тенг булган битта занжирдан иборат бу фермент липоат кислота колдиги билан богланган.

Кайтарилган дигидролипоилтрансацетилаза учинчи фермент дигидролипоатдегидрогеназанинг ички дисулфиди билан богланиб оксидланади. Дигидролипоатдегидрогеназа ферментининг молекуляр массаси-100.000 га тенг. Бу ферментнинг дисульфид (HS-SH) группаси оксил билан бириккан ФАД молекуласини кайтаради, у эса уз навбатида НАД таъсирида оксидланади.

ПДГ комплексининг таркибига куйидаги коферментлар киради: ТПФ, липоат кислота, кофермент А, ФАД, НАД⁺.

Комплекс таркибига 30 молекула тетрамер, трансацилазанинг 60 та молекуласи ва флавопротеиднинг 10 та молекуласи киради. Комплекснинг молекуляр массаси 9.10⁶ га тенг.
ЛИМОН КИСЛОТА ЦИКЛИ: реакцияларнинг кетма-кетли тартиби ва ферментларнинг характеристикаси.

Бу циклнинг лимон кислотаси цикли деб аталишига сабаб, циклнинг биринчи махсулоти лимон кислотасидир. Бу циклни трикарбон (уч карбон) кислоталари цикли хам деб аталади, чунки циклнинг биринчи махсулоти лимон кислотаси учкарбон кислотадир. Аммо купинча циклда реакцияларни Ганс Кребс томонидан аникланганлиги учун бу циклни муаллиф номи билан айтилади. Лимон кислота цикли, электрон ташиш занжири ва модда алмашинувининг охирги фазаси хисобланади ва оксидланувчи моддадан 60-70% энергияни ажратиб чикаради.

Кребснинг лимон кислота цикли углеводлар, ёглар ва аминокислоталар парчаланишидаги умумий йул хисобланади. Углеводлар билан ёглар бу циклга ацетил-КоА шаклида, аминокислоталар эса альфа-кетоглутарат, сукцинат ва фумарат шаклида кушилади.

Бир суткада оксиллар, углеводлар ва липидлар алмашинуви натижасида одам танасининг хар-бир кг огирлигига 10 га якин ацетат хосил булади. Агарда тана огирлиги 70 кгга тенг булса, унда 700 ацетат хосил булади.

Бу микдордаги ацетил-КоА нинг СО₂ ва Н₂О гача парчаланиши натижасида хосил булган энергия организм учун асосий энергия манбайи хисобланади. Активланган ацетатнинг коэнзим А шакли оксидланиши Кребс циклида боради. Бу цикл 1937 й. Кребс томонидан таклиф килинган.

Ганс Адольф Кребс (1904 й. тугилган) О.Варбургнинг шогирди булиб у сийдикчил хосил булиш назариясини ва лимон кислотаси циклини кашф килганлиги учун 1954 йил физиология ва медицина сохасида Нобель мукофотига сазовор бњлди.

Лимон кислотаси цикли ёпик метаболитик йул булиб 10 та алохида реакциялардан иборат. Оксалоацетат бу реакцияда бошлангич, хамда охирги махсулот булиб хисобланади.

I-чи реакция: Ацетил-КоА нинг оксалоацетат билан конденсация реакция натижасида лимон кислотасининг хосил булиши. Цитратсинтетаза аллостерик ферментдир. Унинг манфий эффекторлари булиб АТФ ва НАД.Н хисобланади.

II-реакция. Цитратнинг цис-аконитат оркали изоцитратга айланиши. Бу реакцияни (аконитаза) аконитгидратаза ферменти бошкаради. Фермент сувни цис-аконитатнинг куш богига бириктириб изолимон кислотасини хосил килади.

3чи ва 4 реакциялар. Изоцитратнинг -кетоглутаратга оксидланиши. Бу реакцияни изоцитратдегидрогеназа ферменти бошкаради. Тукималарда икки хил изоцитратдегидрогеназа ферменти булиб, улардан биттаси кофермент сифатида НАД, иккинчиси эса НАДФ ни тутади.

НАД⁺ га боглик изоцитратдегидрогеназа факатгина митохондрияларда учрайди. НАДФ⁺ га боглик дегидрогеназа эса митохондрияларда ва цитоплазмада учрайди.

НАД⁺ изоцитратдегидрогеназа (ИДГ) аллостерик фермент булиб, АДФ таъсирида активланади ва бунда Мg⁺⁺ ёки марганец (Мп+2) ионлари иштирок этиши лозимдир. Бу фермент мономер ва димер шаклида учрайди. Мономер шаклидаги ферментнинг молекула массаси 330.000 бњлиб, у АДФ иштирокида узаро бирикиб (агрегацияланиб) димер шаклига утади.

ИДГ нинг димер шакли мономер шаклига караганда купрок активликка эгадир.

Бу реакцияни сукцинилтиокиназа (сукцинил-КоА-синтаза) ферменти тезлаштиради.

СДГ аллостерик фермент булганлиги учун фосфат, сукцинат, фумарат таъсирида активланади, оксалоацетат эса бу ферментнинг конкурент ингибитори хисобланади.

Фумараза кристаллик холида олинган, унинг молекуляр массаси 200000 га тенг булиб, 4-та кичик бирликдан тузилган. Фумараза стереоспецифик хоссасига эга булиб унинг стереоизомери булган малеинат кислотаси билан реакцияга киришмайди.

Хужайраларда МДГ нинг икки хил шакли мавжуддир, улардан бири митохондрияда, иккинчиси эса цитоплазмада бњлади. Уларнинг молекуляр огирлиги бир хил булиб, аминокислота таркиби, электрофоретик хоссаси ва каталитик активлиги билан бир-биридан фарк килади. Митохондриал МДГ нинг бир хил изоферменти бор.

Лимон кислота цикли электрон ташиш занжири (ЭТЗ) билан боглик булиб, энергиянинг асосий кисми шу циклдаги кайтарилган коферментларнинг оксидланиши натижасида хосил булади. Кребс циклининг куйидаги реакциялари водород ажратиш йули билан боради, ажралиб чиккан водород атомлари ЭТЗ га берилади.

Изоцитрат ___________ -кетоглутарат + НАД Н

-кетоглутарат ________ Сукцинил-КоА +НАД Н

Сукцинил-КоА+ ГДФ+НзРО4 ________ Сукцинат + ГТФ

Сукцинат ____________ Фумарат + ФАД.Н₂

Малат ______________ Оксолоацетат + НАД.Н
Лимон кислотаси цикли билан ЭТЗ нинг богланиш куйидаги схемада ифодаланган.

Лимон кислота циклининг асосий вазифаси-потенциал химиявий энергияни метаболик энергияга айлантиришдир: бу энергия АТФ шаклида захира холда тупланади. Кребс циклида I моль ацетил-КоА оксидланишидан ЭТЗ боглик холда 11 молекула АТФ ва 1 моль ГТФ хосил булади жаъми 12 молекула АТФ энергиясига тенг энергия тупланади. I молекула ГТФ эса сукцинил-КоА нинг сукцинатга утишида яъни субстратли фосфорланиш натижасида хосил булади.

Водороднинг асосий кисми НАД билан НАД.Н₂ куринишида боглангандир. Чунки купгина дегидрогеназалар митохондриянинг ичида НАД-га боглик дегидрогеназалардир.

Митохондрия ичкарисидаги водороднинг иккинчи кисмини НАДФ билан богланган водород ташкил килади (НАДФН⁺₊Н⁺). У НАДФ-га боглик изоцитрат дегидрогеназа ва глутаматдегидрогеназалар таъсирида хосил булади.

Водороднинг учинчи кисми субстратга флавинга боглик дегидрогеназалар (ФП) таъсир килганда хосил булади. Бу дегидрогеназаларнинг коферменти ФАД дир.

Хар хил коферментлар билан бириккан водород турли максадлар билан сарфланади. Масалан НАД.Н₂ ва ФАД.Н₂ тукима нафас олиш занжирида энергетик максадда ишлатилади: НАДФ.Н₂-эса деярли кайтарилиш йули билан синтезланиш учун ишлатилади. Митохондриянинг ички мембранасида трансдегидрогеназа ферменти булиб, у водородни НАДФ⁺ дан НАД га утиш реакциясини тезлаштиради.

НАДФ.Н₂+НАД⁺ НАДФ⁺ + НАД.Н₂

Ганс Кребс дастлаб буйрак ва жигарнинг кесмасидан фойдаланиб турли хил моддаларнинг оксидланишини урганган. Бунда турли тукималарда цитрат, сукцинат, фумарат ва ацетат тез суръат билан оксидланиши аникланган. Бу проблемани урганишда Альберт Сент-Дьёрди бирмунча хисса кушган. У каптарнинг канот мускули гомогенатига турта углерод атоми тутувчи дикарбон кислоталарини кушганида кислородни исътемол килиш кучайиб кетади.

Шундай килиб сукцинат, фумарат ва малат иштирокида тукима нафас олиш жараени кучаяди. Бу субстратларни оксидланиши тезлашади. Кейинчалик, Мартиус ва Кнооп цитратнинг изоцитратга айланаши ва уни оксидланиш йули билан декорбоксилланиб, -кетоглутаратга айланишини аниклайдилар.

Шундай килиб, цитратдан сукцинатгача булган йул маълум булади. Кребс сукцинатдегидрогеназа конкурент ингибитори малонат ёрдамида сукцинатни тукима нафас олишда мухим ахамиятини аниклади.

Кейинчалик Кребс мускул суспензиясига оксалоацетат кушилганида тезлик билан цитрат хосил булишини исботлади.

Цитратнинг оксалоацетатдан синтез булишининг очилиши бу жараеннинг тулик схемасини изохлаш имкониятини берди:

Трикарбон кислоталар циклининг функцианал тезлиги хужайранинг АТФ га булган эхтиёжига мослашгандир:

1. 
   Пироузум кислотасининг ацетил-КоА айланиши АТФ, ацетил-КоА ва НАДН таъсирида секинлаштирилади.
   
2. 
   Бошкаришнинг биринчи реакциясида оксалоацетат билан ацетил-КоАдан цитратнинг синтезланишидир. Цитрат-синтаза ферментининг аллостерик ингибитори АТФ дир. АТФ микдорининг купайиши цитрат хосил булишини камайтиради.
   

3. 
   Иккинчи бошкарувчи реакция ферменти АДФ таъсирида аллостерик йул билан стимуляция килиниб, унинг субстратларга нисбатан моиллиги кучайишидир. Изоцитрат, НАД, Мg²⁺, ва АДФ лар богланишида узаро кооперативлик мавжуддир. Бундан ташљари НАДФ изоцитрат дегидрогеназа ферментидан НАД⁺ ни сикиб чикариш йули билан таъсирини сусайтиради. Трикарбон кислоталарнинг учинчи бошкариш реакцияси альфа-кетоглутаратдегидрогеназа ферментига боглик. Бу фермент активлиги реакция натижасида хосил булувчи махсулотлар - сукцинил КоА ва НАД.Н таъсирида сусайтиради. Трикарбон кислота циклига икки углеродли фрагментлар (ацетил колдиги) кириши ва циклнинг тезлиги хужайрадаги АТФ нинг юкори микдори билан сусайтирилади.
   

Тукима нафас олишида хосил буладиган карбонат ангидриди анаэроб йул билан, яъни субстрат углеродига кислород бирикмасдан хосил булади (кисман сусбстратдаги кислород хисобига, кисман эса сувдаги кислород хисобига). Бу реакцияни лиаза синфига кирувчи махсус ферментлар тезлатади.

Хайвон тукималарида моддалар махсус ферментлар таъсирида оксидланиши йули билан декарбоксилланиши натижасида СО₂ хосил булади. Бу жараенда махсус дегидрогеназалар мухим роль уйнайди. Бу дегидрогеназалар мультифермент комплекслар булиб, бир нечта ферментлар ва куйдаги 5-та коферментлардан ташкил топади: ТПФ, липоат кислота, коэнзим-А, ФАД ва НАД.

Бу дегидрогеназалар пируватни оксидланиш ва альфа-кетоглутаратни декарбоскилланиш реакцияларни тезлатувчи пируватдегидрогеназа ва кетоглутаратдегидрогеназа комплекслари киради. Бу реакцияларда декарбоксилланиш билан дегидрогенланиш бир вактда содир булади.

Тукималарда СО₂ нинг бир кисми дикарбон кислоталарнинг тугридан тугри эмас, балки -холатдаги декарбоксилланиш натижасида хосил булади. Бу реакцияни тезлатувчи -декарбоксилаза ферменти дикарбон кислоталардан СО₂ ни ажратиб чикаради. Реакция махсулоти СО₂ билан кетокислоталар хисобланади. Масалан оксалоацетатни декарбоксилланишидан пироузум кислота ва СО₂ хисол булади. Декарбоксилланиш кайтар процесс булиб, хайвон тукималарида СО₂ бир кисмини бириктириб олиш натижасида кайта декарбон кислоталари хосил булади. (масалан пироузум кислотасидан оксолоаацетат).
КРЕБС ЦИКЛИНИНГ БИОХИМИЯВИЙ ФУНКЦИЯЛАРИ.

1. 
   Интегратив функцияси - Кребс цикли метаболик «коллектор» (йигувчи) булиб, углеводлар ва оксилларнинг катаболик йулини бирлаштиради.
   
2. 
   Амфиболик функцияси - Кребс цикли икки хил функцияни бажаради.
   

б) Анаболик – ацетил КоА ва оксалацетатдан бирикиш реакцияси натижиса мурраеаб модда цитрат хосил булиши, Кребс циклининг субстратларидан глюкоза, аминокислоталар ёг кислоталари ва бошкалар синтезланиши.

3. 
   Энергетик функцияси-Кребс цикли реакцияларининг бориши натижасида 1 моль ацетил КоАнинг парчаланишидан 12 моль АТФ синтезланади.
   
4. 
   Водород донорлик (водород генераторлик) функцияси - Кребс цикли нафас олиш занжири учун водороднинг асосий генератори хисобланади. Бу циклда 4 жуфт водород атомлари хосил бњлиб, улардан 3 жуфти НАД билан, бир жуфти эса ФАД билан бирикади. Ошкозон фундал безларининг хужайралирда водород протонлари электрон ташиш занжирига эмас балки хлорид кислота синтезига сарфланади. Ушбу жараен буйракдаги йигув найчалардаги тук буялган хужайраларига хам хос ва сийдикнинг кислотали-асос мувозанатини саклашда ахамиятга эга.
   

Хужайранинг энергетик алмашинуви деб ташкаридан кабул килинадиган овкат моддалари таркибидаги энергиясини АТФдаги фосфат богларининг химиявий энергиясига айлантириш учун содир буладиган катаболик процессларга айтилади.

Ташки энергетик ресусрлардан, масалан: глюкозадан энергия ажратиб чикаришнинг энг содда усули бактериялардаги бижгиш, хайвон организмларида эса - гликолиздир.

Энергетик алмашинувда АТФ куйидаги икки хил йул билан хосил булади:

• 
  субстрат фосфорланиш
  
• 
  оксидланиш йули билан фосфорланиш (нафас олиш ва фосфорланиш).
  

Бу жараен натижасида организм учун лозим булган энергия ажралиб чикади. Биологик оксидланиш куйидаги реакциялардан иборатдир: оксидланиш-кайтарилиш реакцияларидан ва оксидланиш йули билан фосфорланиш реакциялари.

Тукима (хужайра) нафас олиши одатда модда алмашинувининг охирги махсулотлари СО₂, сув хосил булиши билан тугайди. Тукима нафас олишида энергия ажралиб чиљади.

Хамма тирик тукималар билан алохида хужайралар кислородни ютиш ва карбонат ангидриднинг чикариб юбориш кобилиятига эга.

Шундай килиб, хар уччала процессда кислородни истеъмол килиш, энергияни ажратиш, хамда модда алмашинувининг охирги махсулотлари хосил булиш содир бњлади.

Витамин В₁ ва пантотенат кислота.

Витамин В₁, ёки тиамин антиневротик витаминдир. В₁ - авитаминозида полиневрит (нерв толаларининг яллигланиши) касаллиги содир бњлади. Бу касал палажликка олиб келиши мумкин. Беъмор одамларда тишлар, юрак, ошкозон ичак йули ва нерв тизимининг фаолиятининг бузилиши, талваси тутиши, мускул паложи ва бошка аломатлар кузатилади.

Тиаминнинг молекуласи пиримидин ва тиазол хосиллаларини тутади.

Тиаминнинг фосфорли хосиласи тиамин пирофосфатдир (ТПФ), бунда тиазолнинг - ОН группасига фосфат кислотанинг иккита колдиги бириккан булади.

ТПФ - пируват дегидрогеназа комплексида коферментлик функцияни бажаради.

В₁ витаминнинг манбалари: бугдой ва гуруч уни, тозаламаган гуруч ва ачиткилардир.

Организмга бир суткада - 2-3 мл тиамин кабул килиниши лозимдир. Углеводга бой овкат кабул килинганда витамин В₁ га булган талаб ошади, ёгга бой овкат кабул килинганда эса суткалик талаб камаяди.

Пантотенат кислота.

Бу кислота – дигидроокси- диметил бутирил - аланин хисобланади.

Пантотенат кислота кофермент А нинг (коэнзим А) таркибига киради. Коэнзим А ацетат кислотани актив шаклга айлантириб, ацетил КоА ни хосил килади.

Пантотенат кислота коэнзим А таркибига кириб, трансацилланиш жараенида катнашади. Бу ацетат кислота колдиги ацетилни олиб утиш реакциясидир ва учкарбон кислоталар цикли оркали уз навбатида энергетик модда алмашинувда кам катнашади.

Пантотенат кислота - кетокислоталарнинг декарбоксилланишида, ёг-кислоталарнинг биоситези ва парчаланишида катнашади.

Пантотенат кислота авитаминозида дерматит касаллиги (тери яллигланиши руй беради, сочлар депигментацияга учрайди окаради), ёш организм усиши тухташи мумкин. Бу кислота табиатда кенг таркалган булиб, одам организмига озик-овкат махсулотлари билан етарли даражада киради.

В₁ витаминининг фосфорланган шакли ТПФ (ёки ТДФ) углевод алмашинувини тезлатувчи ферментларнинг: пируватДГ, альфа-кетоглутаратДГ ларнинг таркибига киради.

ТТФ - хужайралар митохондриясида тиаминдифосфатдан (ТДФ) АТФ: ТДФ - фосфотрансфераза ферменти таъсирида синтезланади. Бу фермент фосфат кислота колдигини АТФ дан ТДФ га олиб утиш реакциясини тезлаштиради.

1953 йили америкалик олим Лей биринчи марта В₁ авитаминоз белгилари билан намоён буладиган некрозли энцефаломиелопатия касаллигини аниклади. В₁ витамининг етишмаслиги сурункали алкоголизм билан касалланган беморларда ана шу витамин кам истемол килиниши натижасида хам кузатилади.

Юкорида айтиб утилган касалликка дучор бњлган беморларнинг мия тукимасида АТФ: ТДФ-фосфотрасфераза ферменти булмайди. Мия тукимасидан олинган экстракт эса, соглом мия тукималаридаги шу ферментнинг активлиги сусайтиради.

Ирсий касал болаларда ДНК да генетик хато булиши туфайли бу фермент умуман синтезланмайди ёки ферментни активлиги камаяди.

Витаминлар махсус транспорт оксиллари воситасида ичак деворидан сурилади ва бу оксиллар актив насос вазифасини бажаради.

Кондан витаминлар тукималарга хам специфик транспорт оксиллар ёрдамида ташиб берилади. Специфик оксиллар витаминлар ташиб утгандан кейин узларининг актив шакилларига, одатда кофермент шаклига ёки мухим ферментлар системасининг таркибига кирувчи простетик группалар шаклига айланиши керак. Масалан: В₁ витаминнинг актив шакли ТДФ ва ТТФ, В₆ витамининг эса пиродоксальфосфат, В₂ витаминини эса - ФМН ва ФАД дир.

Юкорида куриб утганимиздек витаминлар организмда мураккаб узгаришларга учрайди. Бу эса организмда витаминлар тупланишининг олдини олади.

Аммо бу механизмлар касаллик манбайи хам булиши мумкин. Витаминлар сурилиши, ташилиши ва активланишидаги мураккаб занжирнинг бузилиши витаминлар функциясининг бузилишига олиб келади.

Бундай касалликлар вужудга келишида витаминлар актив шаклига айланмаслиги билан бир каторда уларни оксиллар билан узаро бирикаолмаслиги ахамиятга эга. Бунда коферментлар соф холда каталитик активликка эга булмайди ва узларининг апоферментлари билан бирика олмайди. Апоферментнинг синтезланишини бузилиши витаминларни уз функциясини бажара олмаслигига олиб келади. Бу шароитлар витаминлар алмашинуви ва функциясининг ирсий бузилишига олиб келади. Бундай касалликлар ёш болаларда купрок учрайди. Витамин алмашинуви ва функциясининг ирсий бузилиши хозирги вактда классик авитаминозларга караганда бирмунча мухим муаммо булиб колади.