Действие пируватдегидрогеназы регулируют два важных регулятора, функционирующих по принципу отрицательной обратной связи. Первым из них является продукт прямой реакции ацетил-КоА, который резко подавляет активность фермента, предотвращая накопление избыточных количеств самого регулятора. Второй регулятор представляет собой конечный продукт митохондриальных окислительных процессов АТФ, который фосфорилирует дегидро-геназу, образуя неактивную форму этого фремента. В результате этого цикл лимонной кислоты оказывается перекрытым на раннем этапе, когда резервы энергии в клетке высоки.

Очевидно, пируват занимает ключевое положение в обмене углеводов: в отсутствие 02 он обеспечивает образование лактата, поддерживая гликолиз; в присутствии 02 он полностью окисляется в цикле Кребса, высвобождая огромные количества энергии; он может подвергаться карбоксилированию, благодаря чему обеспечивается дальнейшая работа цикла или достигается обращение гликолиза. Помимо этих важных функций, относящихся в первую очередь к обмену углеводов, существуют многочисленные пути взаимопревращений с участием пирувата, воздействующих на другие метаболические процессы.

Пируват участвует в метаболизме аминокислот и сам образуется в ходе этих процессов — либо путем прямого трансаминирования до аланина, либо через другие кетокислоты (в форме которых он служит предшественником аспартата, глутамата и др.). В виде ацетил-КоА пируват вносит свой вклад в анаболизм разнообразных липидов и других важных соединений, например ацетилхолина. Пируват участвует в действии малатдегидрогеназы: Малат + НАДФ+=Пируват + С02 + НАДФ-Н + Н+.

Эта реакция может служить важным источником восстановительной энергии для тех клеточных анаболических процессов (таких, как биосинтез жирных кислот и стероидов), для которых необходим восстановленный НАДФ. Таким образом, пируват представляет собой как бы настоящий перекресток, где скрещиваются многочисленные пути обмена углеводов, жиров и белков.

Фосфоглюконатный путь

Фосфоглюконатный путь сопровождается рядом сложных превращений, которые мы здесь подробно рассматривать не будем. Наиболее важные окислительные реакции катализируют две различные НАДФ-зависимые дегидрогеназы: 1) глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназа, окисляющая альдегидную группу глюкозы до карбоксильной группы, образуя таким образом 6-фосфоглюконовую кислоту и НАДФ-Н, и 2) 6-фосфоглюконатдегидрогеназа, действующая на продукт реакции, катализируемой предыдущим ферментом, и осуществляющая окислительное декарбоксилирование в соответствии с механизмом, подобным механизму изоцитрадегидрогеназной реакции; образование пятиуглеродного сахара рибулозо-5-фосфата и НАДФ-Н сопровождается освобождением СО2 из карбоксильной группы. Этот путь обмена важен для клетки (помимо обеспечения пентозами) главным образом как источник восстановительной энергии, необходимой для синтезов (в виде НАДФ-Н). Последний служит также главным фактором регуляции превращений, протекающих по этому пути, поскольку обе дегидрогеназы сильно ингибируются восстановленной формой НАДФ. При беспрепятственном накоплении в клетке НАДФ-Н вызовет почти полный блок этих дегидрогеназ, который будет снят только после использования НАДФ-Н с превращением его в НАДФ+ в ходе того или иного восстановительного процесса.

Таким образом, фосфоглюконатный путь реагирует на возникающее, например, при синтезе жирных кислот повышение потребности клетки в НАДФ-Н. Однако реакции обмена веществ в клетке будут протекать экономично, поскольку снижение потребности в НАДФ-Н приведет к перекрыванию фосфоглюконатного пути на его начальных этапах, благодаря чему глюкозо-6-фосфат сохранится для использования в других целях.

- Читать далее "Реакции фосфоглюконатного пути. Обмен гликогена в печени"