16.24. Вступление фруктозы и галактозы на путь гликолиза

На долю фруктозы приходится значительная часть поступающих с пищей углеводов. Обычное ее дневное потребление составляет как в виде свободного сахара, так и в качестве компонента сахарозы. Большая часть потребляемой фруктозы метаболизируется печенью по фруктозой-фосфатному пути. Первым этапом на этом пути является фосфорилирование фруктозы во фруктозо-1-фосфат под действием фруктокиназы. Фруктозо-1-фосфат далее расщепляется на глицеральдегид и дигидроксиацетонфосфат. Это альдольное расщепление катализируется специфической фруктозо-1-фосфат - альдолазой. Глицеральдегид затем фосфорилируется триозокиназой в глицеральдегид-3-фосфат и, таким образом, может также включиться в гликолитический процесс. Существует и другая возможность: фруктоза может подвергнуться фосфорилированию во фруктозо-6-фосфат под действием гексокиназы. Однако сродство гексокиназы к глюкозе в двадцать раз больше, чем к фруктозе, и поэтому в печени, характеризующейся высоким содержанием глюкозы, имеет

место лишь незначительное фосфорилирование фруктозы во фруктозо-6-фосфат. В то же время в жировой ткани, где содержание фруктозы значительно выше, чем содержание глюкозы, образование фруктозо-6-фосфата не подвергается сколько-нибудь существенному конкурентному ингибированию. Поэтому в жировой ткани большая часть фруктозы метаболизируется через фруктозо-6-фосфат.

Галактоза образуется в результате гидролиза лактозы, основного углевода молока. Галактоза превращается затем в глюкозо-1-фосфат в четыре стадии. Первая реакция на пути взаимопревращения галактоза — глюкоза - это фосфорилирование галактозы в галактозо-1-фосфат под действием галактокиназы.

Затем в ходе обменной реакции, катализируемой галактозо-1-фосфат - уридил-трансферазой, образуется UDP-галактоза.

Галактоза, присоединенная к UDP, далее эпимеризуется в глюкозу. Конфигурация гидроксильной группы при инвертируется содержащей прочносвязанный NAD + . Опыты с флуоресцентной меткой показали, что этот NAD + во время катализа подвергается преходящему восстановлению в NADH. NAD +, возможно, акцептирует атом водорода, присоединенный к сахара, и в результате образуется -кетосахар в качестве промежуточного продукта. Затем водород NADH переносится на другую сторону с образованием еще одного эпимера. Суммарная реакция отдельных этапов, катализируемых галактокиназой, трансферазой и эпимеразой, имеет следующий вид:

Обратимая реакция, катализируемая эпимеразой, имеет важное значение не только для утилизации галактозы в качестве топливной молекулы. Превращение UDP-глюкозы в UDP-галактозу необходимо для синтеза галактозилъных остатков в сложных полисахаридах и гликопротеинах, когда количество галактозы, поступающей с пищей, недостаточно для удовлетворения потребности в этих компонентах.