Ə.Ə. NƏBĐyev, E.Ə. Moslemzadeh
Yüklə 3,91 Mb. Pdf görüntüsü
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- 2.3.Karbohidratların mübadiləsi
|
2.2.Qıcqırmanın biokimyası Yeyinti sənayesində qıcqırma proseslərinin mühüm əhəmiyyəti vardır. Belə ki, qıcqırma prosesi zamanı çoxlu sayda qida məhsulları əmələ gəlir. Qıcqırma zamanı əmələ gəlmiş qida maddələri orqanizmin həyat fəaliyyətində, maddələr mübadiləsinin tənzimlənməsində iştirak edir. Yeyinti 219
sənayesində spirt qıcqırmasının böyük əhəmiyyəti vardır. Şərab, pivə və spirt istehsalı, spirt qıcqırmasının məhsuludur. Spirt qıcqırması bir sıra mikroorqanizmlərin fəaliyyəti nəticəsində baş verir. Spirt qıcqırması əsasən saccharomyces (saxaramisis) cinsi mayalarının təsiri ilə gedir. Bu zaman əvvəlcə müxtəlif polisaxaridlər spesifik fermentlərin təsirilə monosaxaridlərə ayrıldıqdan sonra qıcqırma prosesi baş verir. Spirt qıcqırması sxematik olaraq aşağıdakı kimi gedir:
C 6 H 12 O 6 →2C 2 H 5 OH+2CO 2 Spirt qıcqırması prosesində 234 kC enerji ayrılır. Bu zaman əsas məhsul olan etil spirti və karbon qazından başqa, ikinci dərəcəli məhsullar da əmələ gəlir. Spirt qıcqırması zamanı ikinci dərəcəli məhsul kimi sivuş yağları, sirkə aldehidi, qliserin və başqa hələlik məlum olmayan maddələr əmələ gəlir. Sivuş yağları–izoamil, amil, butil, izobutil və başqa amillərin qarışığına deyilir. Şərab, pivə və başqa spirtli içkilərin ətirli olması, ekstraktiv maddələrlə daha zəngin olması spirt qıcqırmasından çox asılıdır. Qıcqırma prosesi
nəticəsində üzvi
və aminturşuların aromatik maddələrin və qeyrilərin əmələ gəlməsi ilə yanaşı parçalanması prosesi də baş verir. Bu da istehsal olan məhsulun dad keyfiyyətinə yaxşı təsir göstərir. Spirt qıcqırması zamanı bütün şəkərlər eyni dərəcədə qıcqırmır. Monosaxaridləri qlükoza və fruktoza daha yaxşı, mannoza isə nisbətən zəif qıcqırma prosesinə məruz qalır. qalaktoza və pentozalar mayaların təsirindən qıcqırmır. Ancaq xüsusi kif göbələklərinin bəzi cinsi ilə Fusarium–yaxşı qıcqırırlar. Disaxaridlərdən saxaroza və maltoza spirt qıcqırması üçün yaxşı substrat sayılır. Bu şəkərlər qıcqırmadan əvvəl spesifik fermentlərin (saxaroza və maltoza) təsiri ilə müvafiq monosaxaridlərə parçalandıqdan sonra qıcqırma prosesi baş verir. Laktoza isə xüsusi mayaların, yəni laktoz mayaların sintez etdikləri β-qalaktozidaza fermentinin təsiri ilə qlükozaya
220
və qalaktozaya parçalandıqdan sonra qıcqırmaya məruz qalır. Polisaxaridlərdən nişasta spirt qıcqırması üçün əsas xam materialdır. Hal-hazırda tərkibində nişasta ilə zəngin bitki mənşəli məhsullardan-buğdadan, arpadan və qeyrilərin spirt istehsalında geniş istifadə olunur. Nişasta əvvəlcə, amilaza fermentinin təsiri nəticəsində son məhsul kimi çoxlu sayda qlükozaya çevrilir. Sonra qıcqırma prosesi gedir. Tərkibində 60%-ə qədər şəkər olan mayenin mədəni mayalar qıcqırtmaq qabiliyyətinə malikdir. Spirt qıcqırması zamanı 14%-ə qədər spirt əmələ gəldikdə mayaların fəaliyyəti dayanmaqla şəkərin spirtə çevrilməsi prosesi də dayanır. Spirt qıcqırması prosesində əsas faktor kimi temperatur mühüm rol oynayır. Spirt qıcqırması üçün müəyyən temperatur optimal olmalıdır. Spirt qıcqırması üçün optimal temperatur 20-23 0 C sayılır. Göstərilən temperaturda spirt qıcqırması normal şəraitdə getməklə qıcqırma prosesi vaxtında qurtarır. Bu zaman istehsal olunan məhsul keyfiyyətli olur. Belə ki, istehsal olunan məhsulda qıcqırma zamanı daha çox qida maddələri əmələ gəlir. Qıcqırma prosesi aşağı temperaturda (0-15 0 C) zəif gedir. Qıcqırma uzun müddət davam edərsə, məhsulun dad keyfiyyətinə pis təsir göstərir. Nəticədə əsas məhsul olan etil spirtinin müəyyən hissəsi oksidləşərək sirkə turşusuna çevrilir. Bu da məhsulun dad keyfiyyətinə pis təsir göstərir:
CH
CH 3 OH+O 2 →CH
3 COOH+H
2 O Bundan başqa qıcqırma zamanı əmələ gələn qida maddələri əsasən oksidləşmə yolu ilə parçalanaraq məhsulun keyfiyyətinə mənfi təsir göstərir. Qıcqırma prosesi 25 0 C-dən
yuxarı temperaturda gedərsə, onda məhsulun dadına yaxşı təsir göstərən ətirli maddələrin və başqalarının buxarlanmasına səbəb olacaqdır. Doğrudur, qıcqırma prosesi tez başa çatacaq, amma qida maddələri daha az sintez olunacaqdır. Yuxarı temperaturda (50-60 0 C və daha çox) isə qıcqırdıcı mayalar 221
həyat fəaliyyətini dayandırdığına görə qıcqırma prosesi getmir. Beləliklə, aydın oldu ki, qıcqırma prosesi müəyyən optimal temperatur şəraitində getməsi qida məhsullarının (şərab, pivə və s.) keyfiyyətli olmasına səbəb olur. Qeyd etmək lazımdır ki, qıcqırma prosesi mayaların təsiri ilə yox, onların sintez etdikləri fermentlərin iştirakı ilə gedir. Süd turşusu qıcqırması zamanı bir molekul heksozadan, iki molekul süd turşusu sintez olunur.
C 6 H 12 O 6 =2CH 3 CHOH–COOH Bu zaman 218 kCoul enerji də əmələ gəlir. Süd turşusu qıcqırması süd məhsulları (qatıq, kefir, pendir və s.) istehsalında, kvasın hazırlanmasında konserv sənayesində kələmin və xiyarın şorabalaşdırılmasında böyük əhəmiyyət kəsb edir. Süd turşusu qıcqırmasında iştirak edən mikroorqanizmlər iki qrupa bölünürlər: 1) homofermentativ, 2) heterofermentativ. Homofermentativ bakteriyaları süd turşusu qıcqırmasını anaerob şəraitdə streptokokkoz laktis (streptococcus laktis) mikroorqanizmlərinin köməyi ilə əsasən süd turşusu sintez olunur. Bu zaman istehsal olunan məhsulun qidalılıq dəyəri çoxalır. Heterofermentativ mikroorqanizmlərin Bacterium
turşusundan başqa, sirkə turşusu, etil spirti və qeyri maddələr əmələ gəlir. Süd turşusu qıcqırması zamanı texnoloji proseslərə düzgün əməl edilmədikdə heterofermentativ bakteriyalar aerob şəraitdə daha sürətlə inkişaf edərək, laktatdehidrogenaza və başqa fermentlər daha sürətlə sintez olunaraq, reaksiyanın sürətini artırır. Məsələn, laktatdehidrogenaza fermenti–süd turşusunun, sirkə turşusuna, karbon qazına və suya parçalanmasını sürətləndirir:
LDG CH
CHOH-COOH+O 2 CH 3
2 +H 2 O
222
Bu da məhsulun keyfiyyətinə pis təsir göstərir. Başqa növ qıcqırmaya misal olaraq, yağ turşusu qıcqırmasını göstərmək olar. Yağ turşusu qıcqırması zamanı bir molekul heksozadan bir molekul yağ turşusu əmələ gəlir.
C 6 H 12 O 6 =CH 3 –CH
2 –CH
2 –COOH+2CO 2 +2H
2 Yağ turşusu qıcqırması zamanı yağ turşusundan əlavə etil spirti, süd və sirkə turşuları da əmələ gəlir. Yağ turşusu qıcqırması xüsusi yağ turşusu bakteriyalarının təsiri ilə gedir. Bu bakteriyalar yeyinti məhsulları üçün çox təhlükəlidir. Onlar məhsulun da keyfiyyətinə pis təsir göstərir. Çalışmaq lazımdır ki, istehsal sahəsində yağ turşusu bakteriyaları inkişaf etməsin. Bundan başqa propion turşusu aseton-etil spirti, limon turşusu və s. qıcqırma növləri yeyinti sənayesinin müxtəlif sahələrində geniş tətbiq olunur. Propion turşusu qıcqırması nəticəsində heksozalardan propion turşusu sintez olunur. Asetoetil spirti qıcqırmasında isə aseton və etil spirti əmələ gəlir:
2C
H 12 O 6 +H 2 O=CH 3 COCH 3 +2CH
3 –CH
2 OH+5CO
2 +4H
2
heksoza aseton etil spirti
Limon turşusu qıcqırmasında heksozalardan aerob şəraitdə limon turşusu sintez olunur: C 6 H 12 O 6 +3O→C
6 H 8 O 7 +2H 2 O
limon turşusu Qida məhsullarında limon turşusu qıcqırması zamanı əmələ gəlmiş limon turşusu orqanizmin tərkibində olan artıq yağların (xolesterinin) parçalanmasına və kənarlaşmasına şərait yaradır. Yuxarıda göstərilən bütün qıcqırma növləri bir-biri ilə sıx əlaqədə olmaqla, qida sənayesinin müxtəlif sahələrində geniş istifadə olunur.
223
Karbohidratlar heyvan mənşəli
qida maddələrinə nisbətən, bitki mənşəli yeyinti məhsullarında daha çox olur. Đnsan orqanizmində karbohidratlar yalnız qlükoza formasında mənimsənilir. Qlükoza bitki mənşəli məhsullarda çoxluq təşkil etməklə həm sərbəst, həm də birləşmiş şəkildə polisaxaridlərin (nişasta, qlikogen və s.) tərkibində olur. Karbohidratlar insan orqanizmində əsasən energetik material kimi istifadə olunur. Đnsan orqanizminin qida rasionundan alınan enerjinin 60-70%-i karbohidratların payına düşür. Karbohidratlar bütün canlı orqanizmlərdə mühüm bioloji və fizioloji prosesləri yerinə yetirir. Qida məhsulu tərkibində qəbul olunmuş karbohidratlar ilk əvvəl fermentativ təsirə məruz qalaraq monosaxaridlərə çevrilirlər. Sonra bağırsaq divarlarının kapilyarları vasitəsilə qana keçir və oradan da qaraciyərə daşınır. Qana sorulmuş monosaxaridlərin bir hissəsi qaraciyərdə qlikogenə çevrilərək, ehtiyat halda saxlanılır. Bu da qanın tərkibində olan qlükozanın miqdarının müəyyən norma səviyyəsində saxlanmasına imkan verir. Đnsanın qanında normal halda qlükozanın miqdarı 80 mq%-lə 120 mq% (yəni hər 100 ml qanda 80-100 mq) arasında tərəddüd edir. Onda şəkərin miqdarının müəyyən səviyyədə saxlanmasında bir sıra orqan və fizioloji sistemlərin rolu böyükdür, belə ki, qaraciyər bu orqanlar arasında ən mühüm yer tutur. Qaraciyərdə qlikogenin miqdarı qəbul edilən qida məhsullarının karbohidratlarla nə dərəcədə zəngin olmasından asılıdır. Uzun müddət karbohidratlarla zəngin olan (çörək və çörək məhsulları) qida qəbul etdikdə 150 q-a qədər qlikogen yığıla bilər. orqanizmdə qlikogenin sintezinin mühüm bioloji və fizioloji əhəmiyyəti vardır. Belə ki, monosaxaridlərin bir hissəsinin qlikogenin sintezinə sərf olunması nəticəsində qanda şəkərin miqdarının artmasının qarşısı alınır. Qanın tərkibində olan qlükoza tədricən hüceyrələrə keçərək, orqanizmin energetik tələbatının ödənilməsinə sərf olunur.
224
Karbohidratların həzmi zamanı
qlükozaya qədər
parçalanması iki mərhələdə gedir. Onlardan biri anaerob digəri isə aerob mübadilə adlanır. Hər iki mübadilənin əsas mahiyyəti orqanizmin enerjiyə olan tələbatını ödəməkdir. Anaerob mübadilə zamanı qlükoza müxtəlif dəyişikliklərə uğrayaraq piroüzüm turşusuna qədər parçalanır. Anaerob parçalanma oksigensiz mühitdə gedir. Aerob mübadilə isə piroüzüm turşusundan başlayaraq, son məhsul kimi karbon qazına və suya çevrilir. Karbohidratların anaerob parçalanmasından aerob oksidləşməyə nisbətən az enerji ayrılır. Anaerob parçalanma qlükozadan başladıqda, qlikoliz adlanır. Parçalanma nişastadan başladıqda amiloliz, qlikogendən başladıqda isə qlikogenoliz adlanır. Qlikoliz prosesi aşağıdakı kimi gedir. Đlk mərhələdə qlükoza ATF-in iştirakı ilə heksogenaza fermentinin təsiri nəticəsində qlükoza 6-fosfata çevrilir:
OH C OH 1) H–C H–C–OH
H–C–OH HO–C–H O HO–C–H O + ATF→ H –C –OH + ADF
H–C–OH H –C H–C CH 2 OP
CH 2 OH
Əgər parçalanma nişastadan və ya qlikogendən başlayar- sa fosfat turşusunun iştirakı ilə α-qlükonfosforilazanın təsiri ilə çoxlu sayda qlükoza-1-fosfata çevrilir: (C 6
10 O 2 ) n +nH 3 PO 4 →(qlükoza-1 fosfat)n 225
Sonra qlükoza-1 fosfat fosfoqlükomutaza fermentinin təsiri nəticəsində qlükoza-6 fosfata çevrilərək mübadilə prosesi davam
edir. Đkinci
mərhələdə qlükoza-6 fosfat, qlükozafosfatizomeraza fermentinin təsiri ilə fruktoza-6 fosfata çevrilir: CH 2 OH
2) OH H–C HO–C
H–C–OH HO –C –H HO–C–H O → HO –C –H O
H–C–OH H –C –OH H–C C
CH 2 OH CH 2 OP
Növbəti mərhələdə fruktoza-6-fosfat ATF-lə birləşərək, fosfofruktokinaza fermentinin təsiri ilə fruktoza 1-6 fosfata çevrilir:
CH 2 OH CH 2 OP
3) HO–C OH–C
HO–C–H HO–C –H O O H–C–OH + ATF → H–C–OH + ADF
H–C H–C CH 2 OP CH 2 OP 226
Əmələ gəlmiş fruktoza 1-6 fosfat aldolaza fermentinin təsiri nəticəsində 3-fosfoqliserin turşusuna və fosfodioksiasetona çevrilir: 4) CH
2 OP
HO–C O CH 2 OP C HO–C–H H O → C=O + CHOH H–C–OH CH 2 OH CH 2 OP
H–C
CH 2 OP
Fosfodioksiaseton triozafatizomeraza fermentinin təsiri ilə izomerləşərək 3-fosfoqliserin aldehidinə çevrilir: O 5) CH
2 OP C H C=O → CHOH
CH
2 OH CH 2 OP
Beləliklə, bir molekul
qlükozadan iki
molekul fosfoqliserin aldehidi triozofosfatdehidrogenaza fermentinin təsiri nəticəsində 3-fosfoqliserin aldehidi fermentlə kompleks birləşmə əmələ gətirir. Trizozofosfatdehidrogenaza fermentinin aktiv qrupları olan NAD və tripeptidin (qlütanion) –SH sulfidiril qrupu hesabına gedir. Ferment qısa olaraq aşağıdakı kimi göstərilir: NAD + E SH 227
E-fermentin zülal hissəsini göstərir. 6)
NAD + CH 2 OP
E NAD·H SH + CHOH → E O S~C–CHOH–CH 2 OP C H O
Sonrakı mərhələdə 3-fosfoqliserin aldehidinin fermentlə əmələ gətirdiyi kompleks birləşməsi fermentin fosfoqliserin aldehidi ilə birləşməsinə asilmerkaptan deyilir. Əmələ gəlmiş kompleks birləşmə fəal NAD-la birləşərək tioefir tipli kompleks birləşməyə çevrilir:
7)
NAD·H E
+ NAD + → S~C–CHOH–CH 2 OP
O
NAD + → E
S~ C–CHOH=CH 2 OP O
Kompleks birləşmənin tərkibində olan qeyri-sabit makroergik SC-rabitəsi fosfat turşusunun təsirindən asanlıqla qırılır. Nəticədə reaksiyada iştirak edən ferment sərbəst hala keçir və 1-3 difosfoqliserin turşusu əmələ gəlir: 228
NAD + 8) E
+H
PO 4 → S~ C–CHOH=CH 2 OP O O NAD + C → E
+ OP SH CHOH
CH 2 OP
Sonra 1-3 fosfoqliserin turşusu ADF-la reaksiyaya girərək, fosfoqliseraktinaza fermentinin təsiri ilə 3-fosfoqliserin turşusuna çevrilir:
O 9) C COOH O–P CHOH + ADF → CHOH + ATF
CH 2 OP CH 2 OP
Növbəti reaksiyada 3-fosfoqliserin turşusu fosfoqliserat- mutaza fermentinin təsiri ilə izomerləşərək 2-fosfoqliserin aldehidinə çevrilir:
10) COOH COOH CHOH → CHOP
CH 2 OP CH 2 OH
229
Əmələ gəlmiş 2-fosfoqliserin turşusu fosfopiruvat- hidrataza fermentinin təsiri ilə fosfoenolpiroüzüm turşusuna çevrilir:
11) CH
2 OH CH 2 H 2 O
CHOP CO~P
COOH COOH
Fosfoenolpiroüzüm turşusu piruvatkinaza fermentinin təsiri ilə enolpiroüzüm turşusuna çevrilir:
12) CH 2 CH 2
COOH COOH
Sonra piroüzüm turşusunun enol forması da asanlıqla digər keto formaya-piroüzüm turşusuna çevrilə bilər:
13) CH 2 CH 3
COOH COOH
Beləliklə, qlükozanın (nişastanın və ya qlikogenin parçalanmasından olan qlükoza) piroüzüm turşusuna qədər parçalanması zamanı ayrılan
enerjinin bir
hissəsi adenozintrifosfat turşusunun makroergik rabitələrində toplanır. Ayrılmış enerji insan orqanizminin həyat fəaliyyəti üçün istifadə olunur. 230
Karbohidratların anaerob parçalanması zamanı bir molekul qlükozadan iki molekul piroüzüm turşusu əmələ gəlir. Sonra piroüzüm turşusunun müəyyən hissəsi mühitdən, canlı orqanizmin xüsusiyyətindən asılı olaraq müxtəlif çevrilmələrə uğrayır. Məsələn, anaerob mühitdə piroüzüm turşusu piruvatdekarboksilaza fermentinin təsiri ilə sirkə aldehidinə və karbon qazına ayrılır: CH 3
3 COH+CO
2 Sonra sirkə aldehidi alkoldehidrogenaza fermentinin təsiri nəticəsində etil spirtinə çevrilir. Fermentin aktiv qrupu NAD- dır.
CH 3 COH+NAD·H 2 →CH
3 CH 3 -OH+NAD + Piroüzüm turşusu, oksigenlə kifayət qədər təmin olunmadıqda süd turşusu qıcqırması prosesi baş verir. Bu zaman laktaydehidrogenaza fermentinin təsiri nəticəsində piroüzüm turşusu süd turşusuna çevrilir (fermentin aktiv qrupu NAD-dır):
CH
COCOOH+NAD·H 2 →CH 3 CHOH–COOH+NAD + Karbohidratların aerob mübadiləsi piroüzüm turşusunun parçalanması ilə
başlayır. Aerob
mübadilə görkəmli biokimyaçı Q.A.Krebs tərəfindən kəşf olunduğuna görə alimin şərəfinə olaraq adlandırılır. Aerob mübadilə anaerob mübadilənin davamı olub, bir- birilə sıx əlaqədardır. Anaerob mübadilə zamanı əmələ gəlmiş piroüzüm turşusu aerob oksidləşmə zamanı, yəni Krebs tsikli üzrə yaxud iki və üçkarbon turşuları tsiklinə daxil olaraq suya və karbon qazına qədər parçalanır. Bu zaman çoxlu miqdarda enerji ayrılır. Bu çevrilmələr hüceyrələrdəki fermentlərin iştirakı ilə gedir. Piroüzüm turşusunun oksidləşməsi zamanı kokarboksilaza, koenzim A, lip turşusu və başqa maddələr iştirak edir. Əks halda maddələr mübadiləsinin pozulması nəticəsində müxtəlif xəstəliklərin əmələ gəlməsinə şərait yaranır.
231
Lip turşusu mübadilədə sərbəst halda yox, lipotiamindi- fosfatın, (LTDF) tərkibində birləşmiş şəkildə iştirak edir.
CH 2 –CH
2 –CH–(CH
2 ) 4 –COOH lip turşusu
SH SH Lip turşusu, B 1 vitamini (tiamin) və iki molekul fosfat turşusu ilə birləşərək LTDF molekulunu əmələ gətirir. LTDF- da piruvatkarboksilaza fermentinin tərkibinə daxil olmaqla onun fəal qrupudur. Lip
turşusu LTDF
şəklində piruvatkarboksilaza fermentinin tərkib hissəsinə daxil olmaqla aerob mübadilədə iştirak edir. Əvvəlcə piroüzüm turşusu ATF-in suyun və karbon qazının iştirakı ilə piruvatkarboksilaza fermentinin təsiri ilə quzuqulaq-sirkə turşusuna və ya onun enol formasına çevrilir. CH 3 COOH CO +CO 2 +H
O+ATF → CH +ADF+H 3 PO 4
COOH COH COOH (enol forma) Mübadilə zamanı piroüzüm turşusunda dekarboksilləşmə və oksidləşmə zamanı sirkə turşusu və karbon qazı əmələ gəlir: CH 3 COCOOH+1/2O 2 →CH 3 COOH+CO
2
Sonra, sirkə turşusu ATF-lə və koenzim A ilə birləşərək fəal asetilkoenzim A-ya çevrilir:
CH 3 COOH+HS–KOA+ADF→ O
→CH 3 –C~S–KOA–ADF+H 3 PO
232
Đki və üç karbon turşuların tsikli əsasən 11 mərhələ üzrə gedir. Đlk mərhələdə quzuqulaqsirkə turşusunun enol forması asetilkoenzim-A ilə birləşərək sitrat-sintoza fermentinin təsiri ilə limon turşusuna çevrilir: 1) COOH CH 3 COOH
CH + CO + H 2 O→ CH 2 +HS–KOA
COH S–KOA HO–C–COOH
COOH CH 2
quzuqulaq-sirkə turşusu turşusu COOH (enol forma) limon turşusu Krebs
müəyyən etmişdir ki, limon
turşusunun toxumadaxili oksidləşməsi nəticəsində yenidən quzuqulaq- sirkə turşusu əmələ gəlir. Sərbəst hala keçmiş quzuqulaq-sirkə turşusu, təbiidir ki, öz növbəsində yenidən asetil-koenzim-A ilə reaksiyaya girərək limon turşusuna çevrilə bilər. Deməli, toxumalarda limon turşusunun əmələ gəlməsi və oksidləşməsi “dövri” xarakter daşıyır. Đkinci mərhələdə limon turşusu akonitaza və ya
akonitat-hidrataza fermentinin təsiri nəticəsində sis-akonit turşusuna çevrilir: 2) COOH COOH
CH 2 CH 2
HO–C–COOH → C–COOH + H 2 O
CH 2 CH
limon turşusu sis-akonit turşusu 233
Bu reaksiyada iştirak edən ferment sis-akonit turşusunu, izolimon turşusuna çevrilməsini də kataliz edir: 3) COOH COOH
CH 2 CH 2
+H 2
C–COOH H–C–COOH
CH CH
COOH COOH sis-akonit turşusu izo-limon turşusu
Bu prosesi kataliz edən akonitat-hidrataza fermentini təsir mexanizminə görə həm hidrataza, həm də izomeraza adlandırmaq olar. Đzolimon turşusunun həm hidrogensizləş- məsi, həm də karboksilsizləşməsi eyni fermentin təsiri ilə baş verdiyinə görə bu prosesləri bir reaksiyanın mərhələləri hesab etmək olar. Bu reaksiyanı kataliz edən fermentinin fəaliyyəti üçün mühitdə Mn + -ionlarının olması vacib şərtdir. Sonra izo-limon turşusu bir molekul hidrogen itirərək izositratdehidrogenaza fermentinin (fəal qrupu NAD-dır) təsiri ilə quzuqulaq-kəhraba turşusuna çevrilir:
4) COOH CH 2
H–C–COOH + NADF→
H–C–OH COOH izo-limon turşusu
234
COOH → CH 2
H–C–COOH + NADF · H 2
C=O
COOH quzuqulaq kəhraba turşusu Qeyd etmək lazımdır ki, quzuqulaq sirkə turşusu tərəvəzlərin tərkibində daha çoxluq təşkil edir. Orqanizmdə çatışmadıqda qeyd olunan sintez prosesi növbəti mərhələyə çətinliklə keçir. Ona görə də insanların gündəlik qida rasionlarında tərəvəz məhsullarının olması vacibdir. Növbəti mərhələdə quzuqulaq kəhraba
turşusu dekarboksilaza fermentinin təsiri ilə dekarboksilləşərək α- ketoqlütar turşusuna çevrilir: 5) COOH COOH
CH 2 CH 2
H–C–COOH → CH 2
C=O CO
COOH COOH quzuqulaq kəhraba turşusu α-ketoqlütar turşusu Növbəti mərhələdə alfa-ketoqlütar turşusu dekarboksil- ləşərək suksinilkoferment-A kompleks birləşmə əmələ gətirir. Reaksiyanın gedişində alfa-ketoqlütaratdehidrogenaza fermenti iştirak edir. Bu fermentin molekul kütləsi 2 milyona yaxın olan mürəkkəb zülali maddədir.
235
6) COOH CH 2
CH 2 + HS–KOA+NAD →
CO COOH α-ketoqlütar turşusu
COOH CH 2 +CO
2 +NAD · H
2
CH 2 O C~ S–KOA suksinil koferment-A Piroüzüm turşusunun karboksilsizləşməsi prosesində iştirak edən kofermentlər eyni ilə α-ketoqlütaratdehidrogenaza- nın da tərkibinə daxildir. Əmələ gəlmiş kompleks birləşmə, suksinil-KoA-sintetaza fermentinin təsiri ilə kəhraba turşusuna çevrilir. Reaksiyada ADF-la yanaşı QDF-(quanozindifosfat) da iştirak edərək, reaksiyanın sonunda QTF-a çevrilir: 7) COOH
CH 2
CH 2 + QDF + H 3 PO
→
C=O
S–KOA suksinilkoferment-A
236
COOH → CH 2 + HS–KOA + QTF CH 2
COOH kəhraba turşusu
Kəhraba turşusu suksinatdehidrogenaza fermentinin təsiri ilə fumar
turşusuna çevrilir. Fermentin fəal
qrupu flavinadenindinukleotiddir (FAD):
8) COOH COOH CH 2 + FAD → CH + FAD · H 2
CH 2 CH
COOH COOH kəhraba turşusu
Fumar turşusu da su ilə birləşərək fumarathidrataza fermentinin iştirakı ilə alma turşusuna çevrilir:
9) COOH COOH CH
+ H
2 O → CH
2
CH
CHOH COOH COOH fumar turşusu alma turşusu
237
Sonra alma turşusu malatdehidrogenaza fermentinin (fəal qrupu NAD-dır) iştirakı ilə quzuqulaqsirkə turşusuna çevrilir:
10) COOH COOH CH 2 + NAD →CH 2 + NAD · H 2
C=O
COOH COOH alma turşusu quzuqulaq sirkə turşusu
Quzuqulaqsirkə turşusu da fermentinin iştirakı olmadan öz-özünə keto-formadan, enol formaya çevrilir:
11) COOH COOH CH 2 + H
2 O → CH
H–C–OH
COOH COOH quzuqulaqsirkə quzuqulaqsirkə turşusu (keto forma) turşusu (enol forma)
Əmələ gəlmiş quzuqulaqsirkə turşusunun enol forması Krebs tsiklinə qoşularaq yeni əmələ gəlmiş asetil KoA və su ilə birləşərək limon turşusuna çevrilir və tsikl yenidən təkrar olunur. Nəticədə piroüzüm turşusu normal şəraitdə hüceyrədə oksigenlə tam təmin olunduqda karbon qazı, suya və enerjiyə çevrilir. Aerob oksidləşmə zamanı bir qrammolekul piroüzüm turşusunun parçalanmasından ayrılan sərbəst enerjinin miqdarı 275 kkaloriya və ya 1150 kC-a bərabərdir (bir kkal=4,184 kilocoul=kC-dur). 238
Müəyyən olunmuşdur ki, bir molekul NAD·H 2 və ya NADF·H 2
ATF əmələ gəlir. Bir molekul FAD-ın oksidləşməsindən 2- molekul ATF, bir molekul QTF-dan isə bir molekul ATF-in sintezinə səbəb olur. Beləliklə, aerob oksidləşmə zamanı 4-molekul NAD·H 2
2 və bir molekul QTF-in hesabına 15 molekul (4x3+2+1=15) ATF sintez olunur. Bu zaman ayrılan enerji 15 molekul ATF-də saxlanılır. Qeyd olunduğu kimi qlükozanın oksidləşməsinin anaerob mərhələsində onun hər molekulunda iki molekul piroüzüm turşusu əmələ gəlir. Onda, aerob oksidləşmə zamanı 30 (15x2) molekul ATF sintez olunur. Anaerob mübadilədə qlükozanın piroüzüm turşusuna çevrilməsində iki molekul ATF sintez olunur. Bundan başqa anaerob parçalanmadan alınmış iki molekul 3-fosfoqliserin aldehidinin oksidləşməsi hesabına iki ədəd NAD·H 2 əmələ
gəlir. Anaerob mübadilədə 8 molekul (2x3+2) ATF sintez olunur. Beləliklə, hər qlükoza molekulunun karbon qazı və suya qədər oksidləşməsi nəticəsində 38 (30+8) molekul ATF sintez olunur. Göründüyü kimi, aerob oksidləşmə prosesində orqanizm, anaerob parçalanmaya nisbətən daha çox enerji əldə edir. Hər ATF molekulunda 12 kkal enerji saxlanılırsa, onda 38 molekul ATF-də 456 kkalori (12x38) enerji toplanır. Qeyd etmək lazımdır ki, fosfoqliserin aldehidində əmələ gəlmiş 2-molekul NAD·H 2 -dən 6-molekul əvəzinə 4 molekul ATF sintez olunur. Nəticədə bir molekul qlükozanın tam oksidləşməsindən 38 molekul əvəzinə 36 molekul ATF sintez olunur. Məlum olmuşdur ki, bir qrammolekul qlükozanın karbon qazına və suya qədər parçalanmasından 686 kkal enerji ayrılır. Bu enerjinin 224 kkalorisi istilik şəklində xaric olunur. Onda: 686-(224+24)=436 kkalori enerji ATF-də toplanır. Bu zaman ayrılan enerji maddələr mübadiləsində, orqanizmin həyat fəaliyyətində və sair məqsədlər üçün istifadə olunur. 239
Karbohidratlar qlikoliz, amiloliz və qlikogenoliz proses- lərindən başqa pentozafosfat tsikli üzrə də oksidləşir. Karbo- hidratların pentozafosfat yolu ilə parçalanmasının öyrənilmə- sində V.A.Engelhardtın, O.Varburqun, F.Lipmanın və başqala- rının xidmətləri böyük olmuşdur. Bu cür oksidləşmə qlükoza- 6-fosfatın oksidləşməsi ilə başlayır. Pentozafosfat yolu ilə par- çalanmaya insan və heyvan toxumalarının hamısında təsadüf olunmur. Bu oksidləşmə yolu müxtəlif orqan və toxumalarda üstünlük təşkil edir. Bitkilərin yaşıl hissələrində və mikroorqa- nizmlərdə təsadüf olunan fotosintez prosesində pentozafosfat yolu ilə parçalanmanın müxtəlif reaksiyalarını kataliz edən fer- mentlərin mühüm rolu vardır. Qlükoza-6-fosfatın birbaşa ok- sidləşməsi nəticəsində ribuloza-5 fosfat və karbon qazı əmələ gəlir. Bu proses fermentlərin iştirakı ilə gedir. Əvvəlcə qlüko- za-6-fosfat dehidrogenaza fermentinin təsiri ilə hidrogensizlə- şərək, 6-fosfoqlükonlakton əmələ gətirir. Dehidrogenazanın fə- al qrupu olan NADF, qlükoza 6-fosfatdan ayrılan hidrogen atomlarını qəbul edib NADF·H 2 -yə çevrilir. Sonra 6-fosfoqlü- konlakton qlükon-laktonaza fermentinin təsiri nəticəsində 6- fosfoqlükon turşusuna çevrilir. Reaksiya aşağıdakı kimidir: O OH C H–C H–C–OH H–C–OH O -2H 2
HO–C–H O +H 2 O
HO–C–H + NADF
H–C–OH
H–C–OH H–C H–C CH 2 OP CH 2 OP qlükoza-6-fosfat fosfoqlükonlakton 240
COOH H–C–OH
HO–C–H H–C–OH
H–C–OH CH 2 OP
6-fosfoqlükon turşusu
Bu prosesdə əmələ gələn NADF tənəffüs sistemi katalizatorlarının təsiri altında, havanın oksigeni ilə oksidləşir və ayrılan enerji ATF molekullarının sintezinə sərf olunur. Əmələ gəlmiş
6-fosfoqlükon turşusu
əvvəlcə hidrogensizləşmə, sonra isə karboksizləşmə yolu ilə ribuloza-5 fosfata çevrilir.
COOH COOH CH 2 OH
H –C – OH H–C–OH C=O
HO –C –H -2H C=O -CO 2
H –C –OH
+NADF H –C –OH H –C –OH H –C –OH CH 2 OP H –C –OH CH 2 OP
CH 2 OP
6-fosfoqlükon 3-keto-6-fosfo- ribulozo-5-fosfat qlükon turşusu turşusu
241
Bu reaksiyanın gedişində 6-fosfoqlükon turşusunun 3- keto-6 fosfoqlükon turşusunun 3-keto-6 fosfoqlükon turşusuna çevrilməsi 6-fosfoqlükonatdehidrogenaza fermentinin təsiri ilə gedir. Karbohidratların pentozafosfat yolu ilə parçalanmasının mahiyyəti orqanizmin enerjiyə olan tələbatının ödəməsidir. Bundan başqa bu zaman əmələ gələn aralıq məhsullar başqa maddələrin sintezində istifadə olunur.
Yüklə 3,91 Mb. Dostları ilə paylaş:
|