Mövzuya aid suallar
1. Nə üçün zülal mübadiləsi orqanizmdə başlıca yer tutur.
2. Aminturşuların orqanizmdə parçalanma mərhələlərini
xarakterizə edin və bu mərhələlərdə iştirak edən əsas fermentləri
sadalayın.
3. Maddələr mübadiləsində aminturşuların üç cür çevrilmə
-
sinin əsas mahiyyətini aydınlaşdırın.
4. Zülal mübadiləsinin son məhsullarını göstərin.
5. Aminturşuların bitki və heyvan orqanizmində biosintezi
bir-birindən nə ilə fərqlənir?
6. Ribosomların bioloji rolunu izah edin.
7. nRNT-in quruluşunu zülal sintezi prosesində rolunu
izah edin.
8. Kodonlar və antikodonlar barədə məlumat verin.
9. Transkripsiya, translyasiya proseslərini xarakterizə edin.
10. Zülal sintezində m RNT-in, n RNT-in və r RNT-in
bioloji rolunu aydınlaşdırın.
295
XI FƏSİL
11. KARBOHİDRATLARIN MÜBADİLƏSİ
Karbohidrat mübadiləsi maddələr mübadiləsində aparıcı
yerlərdən birini tutur. Karbohidratların parçalanmasından və
oksidləşməsindən orqanizmdə əmələ gələn enerjinin rolu əvəzsiz-
dir. İnsan orqanizminin həyat fəaliyyəti ərzində sərf etdiyi ener-
jinin 70%-ə qədəri karbohidratların parçalanması və oksidləşməsi
nəticəsində yaranır. Bu enerjinin istifadə olunmayan hissəsi mak-
roergik rabitələrdə ATF molekulunda ehtiyat şəklində toplanır.
Otyeyən heyvanların enerji balansı karbohidratların mübadiləsi
hesabına qurulur.
Karbohidratlar energetik materialdan başqa, onların parça-
lanma məhsulları yağların, piylərin, aminturşuların və qeyri-
birləşmələrin sintezində, bəzi nümayəndələrindən tikinti materialı
kimi (nukleotidlər və s.), müdafiə məqsədilədə (əks cisimlərin
əmələ gəlməsində) istifadə olunur.
Karbohidrat mübadiləsi bir-birilə üzvi sürətdə əlaqəli olan
ardıcıl proseslərdən ibarətdir. Bunlara aşağıdakılar aiddir:
1) karbohidratların qida vasitəsilə qəbulu; 2) mürəkkəb karbohid-
ratların həzm sistemində parçalanması; 3) monosaxaridlərin bağır-
saqlardan sorulması; 4) sorulmuş monosaxaridlərin toxuma və
orqanlara daşınması; 5) toxumalarda karbohidratların parçalanma-
sı və onlardan digər maddələrin sintezi; 6) karbohidratların parça-
lanmasının son məhsullarının orqanizmdən xaric edilməsi.
296
11.1 Karbohidratların həzm sistemində çevrilməsi
Heyvan və bitki mənşəli qidanın tərkibində olan karbohid-
ratlar ağızda mexaniki, fiziki və qismən biokimyəvi təsirə uğrayır.
Karbohidrat mübadiləsinin sxemi aşağıdakı kimidir:
Bunlar ağız boşluğunda az saxlandığından ağız suyunda
olan α-amilaza və α-qlükozidaza (maltaza) fermentlərinin
təsirindən qismən hidrolitik parçalanma prosesinə məruz qalırlar.
Amilaza nişasta və qlikogeni maltozaya qədər, α-qlükozidaza
(maltaza) fermenti isə disaxarid maltozanı qlükozaya qədər parça-
layır. Aralıq məhsul isə dekstrinlər alınır. Bu prosesi aşağıdakı
kimi təsəvvür etmək olar.
297
Mədədə karbohidratları parçalayan ferment yoxdur. Ağız
suyunun amilazası mədənin turş mühitində (pH=1,5 – 1,8) fəallığı
itir. Mədə möhtəviyyatından sonra karbohidratlar onikibarmaq
bağırsağa keçir. Burada mədəaltı vəzin ifraz etdiyi pankreatik α-
amilaza fermentlərin təsiri ilə maltoza, laktoza, saxarozanı və s.
monosaxaridlərə (qlükoza, fruktoza, qalaktoza və s.) qədər parça-
layır. Karbohidratların parçalanması nazik bağırsaqda zəif qələvi
mühitdə (pH=7,3 – 8,7) davam edir. Ancaq son məlumatlara görə
karbohidratların hidrolizi hüceyrə membranında da gedir. Epiteli
hüceyrəsinin nazik divarlarında bir sıra fermentlər: maltaza,
saxaraza, β-qalaktozidaza (laktaza) və s. mövcuddur ki, onlar da
disaxaridləri monosaxaridlərə parçalayırlar. Maltaza fermenti mal-
tozanı 2 molekul α-qlükozaya, saxaraza fermenti saxorazanı qlü-
kozaya və β-fruktozaya parçalayır.
β-qalaktozidazanın (laktaza) təsirindən laktoza qlükozaya
və qalaktozaya parçalanır.
İnsan və heyvanların həzm şirələrində sellüloza -1,4
qlükon-4-qlükonohidolaza K∙F∙3.2.1.4 fermenti sellülozanı sello-
biozaya qədər parçalayır. İnsanlarda bu proses yoğun bağırsaqlar-
da mikrofloranın təsiri ilə az miqdarda baş verir.
6
12
6
11
22
12
5
10
6
5
10
6
2
2
2
2
O
H
C
O
H
C
n
O
H
C
O
H
C
O
H
O
H
m
O
H
n
nişasta dekstrin maltoza qlükoza
(m < n)
6
12
6
6
12
6
2
11
22
12
O
H
C
O
H
C
O
H
O
H
C
saxaraza
saxaroza α-qlükoza β-fruktoza
6
12
6
6
12
6
2
11
22
12
O
H
C
O
H
C
O
H
O
H
C
laktaza
laktoza qlükoza qalaktoza
298
Monosaxaridlər müxtəlif sürətlə qana sorularaq qaraciyər
və başqa orqanlara aparılır. Qlükozanın bağırsaqdan qana sorulma
sürətini şərti olaraq 100 götürsək, qalaktozanınkı 110, fruktoza-
nınkı 43 və mannozanınkı 19-dur. Pentozaların sorulma sürəti
daha zəifdir.
Qaraciyərdə, əzələlərdə və başqa orqanlarda qlükozanın
müəyyən hissəsi qaraciyərdə qlikogenə çevrilir və ehtiyat maddə
kimi toplanır. Qalan hissəsi isə qanla orqanlara aparılaraq, hücey-
rələrdə oksidləşmə prosesinə uğrayır.
Orqan və toxumalarda karbohidratların: əsasən qlikogenin
və qlükozanın miqdarı nisbətən sabit olur. Qanda qlükozanın miq-
darı insanda 80–120 mq%, atda 90–110 mq%, kövşəyən heyvan-
larda 40–100 mq%, inəkdə 60–100 q%, camışda 70–90 mq%,
qoyunda 60–90 mq%, donuzda 40–250 mq%, itdə 70–100 mq%
arasında dəyişir. Qlükozanın və başqa karbohidratların miqdarının
qanda və s. orqanlarda nizamlanması sinir sistemi və daxili sekre-
siya vəziəri ilə aparılır. Onlardan adrenalinin, insulinin, kortikos-
teronu, qlükaqonu və s. hormonları göstərmək olar.
İnsulin və adrenalin bir-birinin antiqonistidir. İnsulin hor-
monu qaraciyərdə, əzələlərdə və s. orqanlarda qlükozanın qlikoge-
nə çevrilməsini sürətləndirir, qlükozanın bir hissəsini (30%) isə
yağa çevirir, aminturşuların karbohidratlara çevrilməsini dayandı-
rır, qlikoneogenezi ləngidir. Adrenalin isə bunun əksinə təsir gös-
tərir, yəni qlikogenin qlükozaya çevrilməsində iştirak edir, qanda
süd turşusunu artırır.
11
22
12
2
6
10
6
O
H
C
n
O
H
O
H
C
sellülaza
sellobioza
11
12
6
2
11
22
12
2
O
H
C
O
H
O
H
C
sellobiaza
sellobioza β-qlükoza
299
Tiroksin və hipofizin hormonları əzələlərdə olan qlikogeni
qlükozaya çevirir. Ona görə də diabetogen hormonlar sayılır.
Bunun əvəzində azotsuz üzvi birləşmələrdən karbohidratların
sintezini sürətləndirir. Kortikoidlər (kortizon, kortikosteron və s.)
insulinin əksinə təsir edir, qaraciyuərdə qlikoneogenezi sürətləndi-
rir, qlükozanın mübadiləsini zəiflədir.
Qanda qlükozanın miqdarının nizamlanması uzunsov
beyində şəkər mərkəzinin iştirakı ilə həyata keçirilir.
Qanda qlükozanın miqdarının sabitliyi pozulduqda – yəni
hipoqlikemiya zamanı qanda qlükozanın miqdarı azaldıqda (istifa-
də artdıqda, qəbulu azaldıqda və s.) heksokinazanın fəallığı azalır,
toxumalar, xüsusilə mərkəzi sinir sistemi qlükoza ilə təmin olun-
mur, bihuşluq baş verir. Hiperqlikemiyada (qanda qlükozanın
miqdarının çoxalması) heksokinazanın fəallığı artır, qlükozadan
tam istifadə olunmur, sidiklə 8–10% qlükoza ifraz edilir. Hiper-
qlikemiya diabet zamanı, hipofizin, qalxanvari və böyrəküstü
vəzilərin hiperfunksyası nəticəsində baş verir.
11.2 Karbohidratların aralıq mübadiləsi
Karbohidratların həzm aparatında qlükozaya qədər parça-
lanması aralıq mübadilənin başlanğıcı hesab olunur. Aralıq müba-
dilə iki mərhələdə gedir. Onlardan biri anaerob, digəri aerob
mübadilə adlanır. Anaerob mübadilənin son məhsulu süd turşusu,
aerob mübadiləninki isə karbon qazı və sudur.
Anaerob mübadilə qlikogendən başlayırsa qlikogenoliz,
qlükozadan başladıqda Embden – Meyerhof – Parnas (EMP) yolu
və ya qlikoliz adlanır. Qlikolizin ümumi tənliyinin sxemi belə
yazılır:
300
ATF
COOH
CHOH
CH
ADF
PO
H
O
H
C
2
2
2
2
3
4
3
6
12
6
Burada 50 kkal enerji ayrılır. Onun 20 kkalorisi (2 molekul)
ATF-də toplanır və 30 kkalorisi isə istilik enerjisi şəklində çıxır.
Beləliklə, qlikolizin energetik faydalılığı təxminən 35% təşkil
edir.
Qlikogenolizdə qlikolizdən fərqli olaraq 3 molekul ATF
əmələ gəlir. Çünki qlikogenolizdə qlükoza-6-fofatın əmələ gəlmə-
sinə ATF istifadə olunmur.
Toxumalarda qlikogen ilk mərhələdə fosforoliz yolu ilə
parçalanaraq qlükoza-1-fosfata ayrılır.
Qlikogen +H
3
PO
4
→ Qlükoza-1-fosfat + Qlikogen
(n-qalıq) (n-1) qalıq
Qlükoza -1-fosfat qlükoza-1,6 difosfat kofermentinin
iştirakı ilə fosfoqlükomutaza fermentinin təsirindən qlükoza-6-
fosfata çevrilir.
Bu qarışıq birləşmədə 95% qlükoza-6-fosfat olur. Bu reak-
siya qaraciyərin fosfoqlükomutaza reaksiyasının məhsulu adlanır.
Qlükoza 6-fosfat qaraciyərdə qlükoza-6-fosfataza fermentinin
iştirakı ilə sərbəst qlükozaya və fosfat turşusuna parçalana bilər.
301
Həmçinin qlükoza-6-fosfat qlikoliz prosesinə qoşula bilər.
Esterləşmə (efirləşmə) reaksiyasına daxil olmamış qlükoza
qana daxil olur qan vasitəsilə toxumalara daşınaraq energetik
material kimi istifadə olunur. Qlükoza-6-fosfat isə bir çox toxu-
malarda (əzələ və beyin toxumasından başqa) ATF-in regenerasi-
yasına və enerjinin çıxarılmasına (ayrılmasına) sərf olunur.
Qlükoza-6-fosfatın orqanizmdə parçalanması iki istiqamət-
də: 1) Dixotomik istiqamət (anaerob çevrilmə) bu istiqamətdə
molekula tən yarıya bölünür.
2) Apotomik parçalanma – molekula birinci karbon atomu-
nu itirir.
11.3 Dixotomik yolla (anaerob) qlükoza-6-
fosfatın parçalanması
Bu üsulla parçalanmada qlükoza iki molekul süd turşusuna
parçalanır.
2
6
3
6
12
6
2
O
H
C
O
H
C
mol
Coul
K
G
9
,
196
0
Spirtə qıcqırmada isə qlükoza etil spirtinə və karbon qazı-
na parçalanır.
302
2
5
2
6
12
6
2
2
CO
OH
H
C
O
H
C
mol
Coul
K
G
9
,
156
0
Anaerob parçalanma eberjinin azad olunması ilə gedir ki,
bu enerji ATF-in makroergik rabitələrində toplanır.
Qlükoza-6-fosfatın dixotomik parçalanması aşağıdakı
mərhələlərdə baş verir.
Birinci mərhələdə qlükoza-6-fosfat molekulu qlükozafos-
fatizomeraza fermentinin təsiri ilə izomerləşməyə məruz qalır və
β-D-fruktoza-6-fosfata çevrilir. O, da öz növbəsində fosfofrukto-
kinaza fermentinin təsirindən fruktoza 1,6 difosfata çevrilir.
Fruktoza-1,6-difosfat molekulu sonrakı prosesdə dixoto-
mik yolla bir-birinə çevrilə bilən iki molekul fosfotriozaya
parçalanır. Fruktoza-1,6-difosfat molekulu aldolaza fermentinin
təsirilə bir-birinə çevrilə bilən fosfodioksiaseton və 3-fosfoqliserin
aldehidinə parçalanır.
303
Sonrakı mübadilə prosesində yalnız 3-fosfoqliserin aldehi-
di iştirak edir. Fosfodioksiasetonda yenidən izomerazanın iştirakı
ilə izomerləşərək fosfoqliserin aldehidinə keçir. Beləliklə bir
molekul qlükozadan iki molekul fosfoqliserin aldehidi alınır. Bu
da fosfoqliserinaldehiddehidrogenaza fermentinin təsirindən asil-
fermentə sonuncu isə H
3
PO
4
molekulunu birləşdirərək 1,3 difosfo-
qliserin turşusuna çevrilir.
OH OH
CH
2
─O─P=O
İzomeraza
CH
2
─O─P=O
│ OH │ OH
C=O HC─OH
│ │ O
CH
2
OH C
H
Fosfodihidroksiaseton Fosfoqliserin aldehidi
304
1,3 Difosfoqliserin turşusu fosfoqliseratkinaza fermentinin
təsiri ilə ADF molekuluna bir mol H
3
PO
4
verərək 3-fosfoqliserin
turşusuna çevrilir.
1,3 difosfoqliserin turşusu molekulunda fosfat turşusu
molekulundakı makroergik rabitələrdə olan enerji ATF molekulu-
nun əmələ gəlməsinə sərf olunur. Belə sintez prosesi çoxlu miq-
darda ehtiyyat ATF molekulunun əmələ gəlməsinə səbən olur.
OH OH
CH
2
−O−P=O CH
2
−O−P=O
OH + HS ∙ E ∙ NAD
+
OH
CHOH Fosfoqlisreinaldehid-
CHOH
O dehidrogenaza OH
C C
H S ∙ E ∙NAD
+
H
3-Fosfoqliserin
ES
aldehidi
OH
CH
2
−O−P=O
OH + H
3
PO
4
CHOH
O
C~S ∙ E ∙ NADN + H
+
EP
OH
CH
2
−O−P=O
OH
CHOH
+ HS ∙ E∙NADN + H
+
O
C OH
O~P=O
OH
1,3-Difosfoqliserin turşusu
305
3-fosfoqliserin turşusu fosfoqliseratmutaza (izomeraza
sinifinə aiddir) fermentinin təsiri ilə izomerləşərək 2-fosfoqliserin
turşusuna çevrilir.
Sonra 2-fosfoqliserin turşusu enolaza fermentinin təsiri ilə
bir su molekulu itirərək yüksək eberjili maddəyə enol formaya
2-fosfoenolpiroüzüm turşusuna çevrilir.
OH
CH
2
−O−P=O
Fosfoqliseratmutaza
CH
2
OH
OH
(izomeraza)
OH
CHOH CH−O−P=O
O O OH
C C
OH OH
3-Fosfoqliserin 2-Fosfoqliserin
turşusu turşusu
OH
OH
CH
2
−O−P=O
CH
2
−O−P=O
Fosfoqliseratkinaza
OH
OH + ADF CHOH + ATF
CHOH O
O C
C OH OH
O~P=O
OH
1,3-Difosfoqliserin 3-Fosfoqliserin
turşusu turşusu
CH
2
OH CH
2
OH
OH
CH−O−P=O
Enolaza
C—O~P=O + H
2
O
O OH O OH
C C
OH OH
2-Fosfoqliserin 2-Fosfoenolpiroüzüm
turşusu turşusu
306
Bu reaksiyanın nəticəsində əmələ gələn enerjinin molekul-
daxili paylanması (bölünməsi) baş verir. Enerjinin çox hissəsi 2-
fosfoenolpiroüzüm turşusunun makroergik rabitəsində toplanır.
Hansı ki, bu birləşmə hüceyrədə ən çox enerjiyə malik olan (ener-
jini özündə toplayan) fosfatdır.
Sonrakı mərhələdə bu birləşmə piruvatkinaza fermentinin
təsiri ilə 1 molekul fosfat turşusu itirməklə enolpiroüzüm turşusu-
na, o, da öz növbəsində piroüzüm turşusuna çevrilir.
Bu mərhələdə də ehtiyat enerji ATF-də toplanır. Qlükoli-
zin ümumi balansına nəzər salsaq görərik ki, bir molekul qlükoza-
nın parçalanmasından iki molekula süd turşusu və iki molekula
ATF sintez olunur. Qliseraldehid-3-fosfatdan piroüzüm turşusuna
2NADN + 2H
+
şəklində dörd elektron keçir. Ümumi şəkildə bu
proses aşağıdakı kimidir.
Qlükoza + 2ATF + NAD
+
+2F
m
+4ADF + 2NADN + 2H →
→ 2 Süd turşusu + 2ADF+2NADN + 2H +2NAD
+
+ ATF + 2H
2
O
Sağ və sol tərəfdə olan eyni molekulları ixtisar etdikdə
tənlik aşağıdakı sadə formaya keçir.
Qlükoza + 2F
n
+ 2ADF → 2Süd turşusu + 2ATF + 2H
2
O
Termokimyəvi proses nöqteyi nəzərinə görə bu ümumi
tənlik iki yerə ayrılır. Birincisi qlükozanın süd turşusuna çevrilmə-
si-ekaotermik proses
mol
Coul
K
G
9
,
196
0
1
, ikincisi ATF-in
CH
2
ADF ATF CH
2
CH
3
OH
C−O~P=O
Piruvatkinaza
C−OH C = O
O OH O O
C C C
OH OH OH
2-Fosfoenolpiro- Enolpiro- Piroüzüm
üzüm turşusu üzüm turşusu turşusu
307
biosintezi – endotermik proses
2F
n
+ 2ADF → 2ATF + 2H
2
O,
mol
Coul
K
G
1
,
61
0
2
mol
Coul
K
G
ATF
6
,
30
0
qəbul etsək, onda aşağıdakı kimi alarıq.
mol
Coul
K
G
G
G
5
,
138
6
,
61
9
,
196
0
2
0
1
0
Standart enerjinin
0
G
dəyişməsinin analizi göstərir ki,
qlükozanın süd turşusuna çevrilməsi prosesində ayrılan enerji
mol
Coul
K
G
9
,
196
0
2 mol ATF-in sintezini tam təmin edir.
Ancaq qlikogenelizdə bir molekul qlükozadan üç molekul ATF
sintez olunur.
Qlikoliz və qlikogenoliz prosesində enerjinin istifadə
effektivliyi (hansıki ATF molekulunda toplanır) 35-40% təşkil
edir. Enerjinin qalan istifadə olunmayan 60-65%-i isə istilik
şəklində ayrılır.
Qlikoliz prosesi enerji nöqteyi nəzərincə az effektivdir,
çünki orqanizm üçün lazım olan enerjinin alınmasına çoxlu miq-
darda karbohidrat istifadə edilir (sərf edilir). Ancaq fizioloji
nöqteyi nəzərincə qlikoliz sərfəlidir. Orqanizm öz funksyalarını
oksigen çatışmazlığı şəraitində də yerinə yetirməlidir. Həmçinin
qlikoliz prosesinin aralıq məhsulları orqanizmdə digər maddələrin
biosintezi üçün lazımlı materialdır.
Dostları ilə paylaş: |