Амфиболия - Amphibolic

Период, термин амфиболический (Древнегреческий: ἀμφίβολος, романизированный: амфиболо, горит  'неоднозначный, пораженный с обеих сторон')[1] используется для описания биохимический путь, который включает оба катаболизм[2] и анаболизм.[3] Катаболизм - это фаза деградации метаболизм в котором большие молекулы превращаются в более мелкие и простые молекулы, что включает в себя два типа реакций. Во-первых, реакции гидролиза, в которых катаболизм - это расщепление молекул на более мелкие с высвобождением энергии. Примерами катаболических реакций являются пищеварение и клеточное дыхание, когда сахара и жиры расщепляются для получения энергии. Разрушение белок в аминокислоты, или триглицерид в жирные кислоты, или дисахарид в моносахариды все реакции гидролиза или катаболизма. Во-вторых, реакции окисления включают удаление атомов водорода и электронов из органической молекулы.[4][5] Анаболизм - это фаза биосинтеза метаболизма, на которой более мелкие простые предшественники превращаются в большие и сложные молекулы клетки. Анаболизм имеет два класса реакций. Первые - это реакции синтеза дегидратации; они включают соединение более мелких молекул вместе с образованием более крупных и сложных молекул. К ним относятся образование углеводов, белков, липидов и нуклеиновых кислот. Вторые - это реакции восстановления, в которых к молекуле присоединяются водород и электроны. Когда это происходит, молекулы получают энергию.[2]

Период, термин амфиболический был предложен Б. Дэвис в 1961 г., чтобы подчеркнуть двойную метаболическую роль таких путей.[6] Эти пути считаются центральными метаболическими путями, которые обеспечивают из катаболических последовательностей промежуточные соединения, которые образуют субстрат метаболических процессов.[7]

Реакции существуют как амфиболический путь

Все реакции, связанные с синтезом биомолекулы, сходятся по следующему пути, а именно: гликолиз, цикл Кребса и электронная транспортная цепь, существуют как амфиболический путь, что означает, что они могут функционировать как анаболически, так и катаболически.[требуется разъяснение ]

Другими важными амфиболическими путями являются Дорога Эмбден-Мейерхоф, то пентозофосфатный путь и Путь Энтнера – Дудорова.[7]

Embden-Meyerhoff

Путь Эмбедена-Мейерхоф и цикл Кребса являются центром метаболизма почти всех бактерий и эукариот. Они дают не только энергию, но и предшественники для биосинтеза макромолекул, составляющих живые системы.[7]

Цикл лимонной кислоты

В цикл лимонной кислоты (Цикл Кребса) - хороший пример амфиболический путь потому что он участвует как в процессах разложения (углеводов, белков и жирных кислот), так и в процессах биосинтеза.[2] Цикл лимонной кислоты происходит на цитозоль из бактерии и внутри митохондрии из эукариотический клетки. Он обеспечивает электронами цепь переноса электронов, которая используется для производства АТФ в окислительном фосфорилирование. Промежуточные продукты в цикле лимонной кислоты, такие как оксалоацетат, используются для синтеза компонентов макромолекул, таких как аминокислоты, например глутамат и аспартат.[8]

Первая реакция цикла, в которой оксалоацетат (четырехуглеродное соединение) конденсируется с ацетатом (двухуглеродным соединением) с образованием цитрата (шестиуглеродное соединение), обычно является анаболической. Следующие несколько реакций, которые представляют собой внутримолекулярные перегруппировки, производят изоцитрат. Следующие две реакции, а именно превращение D -изоцитрат к α-кетоглутарат с последующим преобразованием в сукцинил-КоА, как правило, катаболические. Диоксид углерода теряется на каждой стадии, и образуется сукцинат (четырехуглеродное соединение).

Существует интересное и важное различие в коферментах, используемых в катаболическом и анаболическом путях; в катаболизме НАД + служит окислителем, когда восстанавливается до НАДН. В то время как при анаболизме кофермент НАДФН выступает в качестве восстановителя и превращается в свою окисленную форму НАДФ.+.

Цикл лимонной кислоты имеет два режима, которые играют две роли, первая из которых - выработка энергии в окислительном режиме, поскольку ацетильная группа ацетил-коА полностью окисляется до СО.2. Это производит большую часть АТФ в метаболизме аэробного гетеротрофного метаболизма, поскольку это преобразование энергии в структуре мембраны (цитоплазматическая мембрана в бактериях и митохондриях у эукариот) за счет окислительного фосфорилирования за счет перемещения электронов от донора (НАДН и ФАДН2) к акцептору O2. Каждый цикл дайте 3 НАД, 1 ФАД.2, CO2 и GTP. Вторая роль - биосинтез, поскольку цикл лимонной кислоты регенерирует оксалоацетат, когда промежуточные продукты цикла удаляются для биосинтеза.[9]

  • Рисунок 1: Цикл лимонной кислоты

Пентозофосфатный путь

Путь пентозофосфата получил свое название, потому что он включает несколько промежуточных соединений, которые представляют собой фосфорилированные пятиуглеродные сахара (пентозы ). Этот путь обеспечивает мономеры для многих метаболических путей путем преобразования глюкозы в четырехуглеродный сахар эритроза и пятиуглеродный сахар рибоза; они являются важными мономерами во многих метаболических путях. Многие из реагентов этого пути аналогичны реагентам при гликолизе, и оба происходят в цитозоль.[10][11] Рибозо-5-фосфат может быть вовлечен в метаболизм нуклеиновых кислот, образуя основу ДНК и РНК мономеры, нуклеотиды. В меристематический клетки, большое количество ДНК должно производиться во время S-фаза короткого клеточного цикла; этот путь является чрезвычайно важной частью метаболизма этих клеток. В этих клетках пентозофосфатный путь активен и сдвинут[требуется разъяснение ] в пользу производства рибозы.[11]

Путь Энтнера-Дудорова

Путь Энтнера-Дудорова - это гликолитический путь, который считается вторым путем, используемым для углеводов, используемых некоторыми микробами. В этом процессе глюкозо-6-фосфат окисляется через 6-фосфоглюконат до пирувата и глицеральдегид-3-фосфата с одновременным снижением уровня НАДФ. При обычном окислении глицеральдегид-3-фосфата до пирувата один НАД восстанавливается, а чистый[требуется разъяснение ] Образуется АТФ. В этом пути на каждую молекулу глюкозы приходится «вложение» одной молекулы АТФ и выход двух молекул АТФ, двух молекул пирувата и одного НАДН. Разница между гликолитическим[слово отсутствует ] используется людьми, и этот путь заключается в том, что последний требует, чтобы один АТФ дал два АТФ и два пирувата в результате только одного продуцированного НАДФН и одного результата АТФ фосфорилирование на уровне субстрата ), а для первого требуются две молекулы АТФ, чтобы получить четыре молекулы АТФ и две молекулы пирувата на глюкозу в виде сети из двух молекул АТФ.[12]

  • Рисунок 2: Путь Энтнера-Дудорова

Регулирование

Клетка определяет, будет ли амфиболический путь функционировать как анаболический или катаболический путь путем ферментно-опосредованной регуляции в транскрипционный и посттранскрипционный уровень. Поскольку многие реакции в амфиболических путях легко обратимы или их можно обойти, необходимы необратимые шаги, которые способствуют их двойной функции. Путь использует разные ферменты для каждого направления необратимого этапа пути, позволяя независимо регулировать катаболизм и анаболизм. Из-за присущей им двойственности, амфиболические пути представляют собой режимы регуляции обоих анаболических путей. негативный отзыв конечный продукт и катаболизм по обратной связи последовательностями индикаторов энергии.[7]

Рекомендации

  1. ^ Словарь Чемберса, 11-е издание; Лексикон Лидделла и Скотта, 1963 г.
  2. ^ а б c Amabye, Teklit Gebregiorgis. Биохимия для студентов колледжа. Lulu.com. ISBN  9781329546264.
  3. ^ «Амфиболический путь». Архивировано из оригинал на 2018-08-27.
  4. ^ "Принципы биохимии Ленингера", 4-е издание, с. 616, 2004 г.
  5. ^ "Биохимия Воета", 2-е издание, с. 538, 1995.
  6. ^ Шен, Лаура; Падение, Лана; Уолтон, Гордон; Аткинсон, Дэниел (1968). «Взаимодействие между энергетическим зарядом и модуляцией метаболитов в регуляции ферментов амфиболических последовательностей. Фосфофруктокиназа и пируватдегидрогеназа». Биохимия. 7 (11): 4041–4045. Дои:10.1021 / bi00851a035. PMID  4301881.
  7. ^ а б c d Панди, д-р П. С. Верма и д-р Б. П. Книга I по биологии ISC для класса XI. С. Чанд Паблишинг.
  8. ^ «цикл трикарбоновых кислот». Академические словари и энциклопедии. Получено 2018-05-21.
  9. ^ Джонс, Тревор; Вандекастил, Жан-Поль. Нефтяная микробиология. Редакции OPHRYS. ISBN  9782710811350.
  10. ^ Маузет, Джеймс Д. (2003). Ботаника: введение в биологию растений. Джонс и Бартлетт Обучение. ISBN  9780763721343.
  11. ^ а б Маузет, Джеймс Д. (2003). Ботаника: введение в биологию растений. Джонс и Бартлетт Обучение. ISBN  9780763721343.
  12. ^ Lengeler, Joseph W .; Дрюс, Герхарт; Шлегель, Ханс Гюнтер (1999). Биология прокариот. Георг Тиме Верлаг. ISBN  9783131084118.