Цикл Кребса: амфиболическая роль
Некоторые метаболические пути оканчиваются метаболитами, входящими в состав цикла; другие же, наоборот, берут начало от его метаболитов. Речь идет о процессах глюконеогенез а, переаминирования , дезаминирования и синтеза жирных кислот .
Глюконеогенез, переаминирование и дезаминирование
Все главные соединения, участвующие в цикле, от цитрат а до оксалоацетат а являются потенциально глюкогенными. И в печени, и в почках из них может образовываться глюкоза , поскольку в этих органах имеется полный набор ферментов, необходимых для глюконеогенез а. Ключевым ферментом процесса глюконеогенеза является фосфоенолпируваткарбоксикиназа , катализирующая декарбоксилирование оксалоацетат а (при участии GTP в качестве источника высокоэнергетического фосфата) с образованием фосфоенолпируват а OXA+GTP=PEP+GDP+CO2 ( Пентозофосфатный путь, гликолиз, глюконеогенез: метаболическая карта ).
Поступление соединений в цикл осуществляется в результате нескольких различных реакций. Одной из наиболее существенных является образование оксалоацетата путем карбоксилирования пируват а, катализируемого пируваткарбоксилазой : PYR+ATP+CO2+H2O=OXA+ADP+Pi .
Эта реакция обеспечивает адекватные концентрации оксалоацетата при его конденсации с ацетил-CoA . Если концентрация ацетил-CoA увеличивается, он действует как аллостерический активатор пируваткарбоксилазы, ускоряя образование оксалоацетата. Лактат , являющийся важным субстратом глюконеогенез а, вступает в цикл после превращения сначала в пируват ( LAC+NAD=PYR+NADH ), а затем в оксалоацетат: PYR+ATP+H2O=OXA+ADP+Pi .
В реакциях, катализируемых трансаминазами, пируват образуется из аланин а, оксалоацетат - из аспартат а и альфа-кетоглутарат - из глутамат а. Вследствие обратимости этих реакций цикл может служить источником углеродных скелетов при синтезе заменимых аминокислот . Определенный вклад в глюконеогенез вносят и другие аминокислоты, поскольку после дезаминирования или переаминирования их углеродный скелет полностью или частично включается в цикл ( Рис.17.7(БХ) Аминокислоты и глюконеогенез ).
Для жвачных животных особое значение имеет превращение пропионат а (главного глюкогенного продукта процесса брожения, происходящего в рубце) в сукцинил-CoA по пути, идущему через образование метилмалонил-CoA ( Пентозофосфатный путь, гликолиз, глюконеогенез: метаболическая карта ).
Синтез жирных кислот ( Рис.17.8(БХ) Синтез жирных кислот из глюкозы )
Ацетил-CoA, образующийся из пируват а при действии пируватдегидрогеназы, служит главным строительным блоком при синтезе длинноцепочечных жирных кислот у млекопитающих (исключением являются жвачные животные, у которых ацетил-CoA образуется непосредственно из ацетат а). Поскольку пируватдегидрогеназа является митохондриальным ферментом, а ферменты синтеза жирных кислот локализованы вне митохондрий, клетки должны осуществлять транспорт ацетил-CoA через непроницаемую для него митохондриальную мембрану.
