С. Д. Асфендиярова шарипов К. О., Жакыпбекова С. С., Ерджанова С. С., Киргизбаева А. А., Яхин Р. Ф. Энергетический обмен учебное пособие
Рисунок 7. Использование метаболитов ЦТК в синтезе различных соединений
жүктеу/скачать 3,48 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Глава 5 III этап - Биологическое окисление 3 этап - Биологическое окисление (БО)
- Роль биологического окисления
| Рисунок 7. Использование метаболитов ЦТК в синтезе различных соединений.
Синтез заменимых аминокислот (1,2,3), глюкозы (4,5,6), жирных кислот (7), гема (8). Тот же самый процесс может протекать и в обратном, направлении, если промежуточные продукты ЦТК будут использоваться в различных биосинтетических процессах (рис.7). Например, заменимые аминокислоты могут синтезироваться из пирувата, оксалоацетата, α-кетоглутарата, глюкоза- из оксалоацетата и малата, жирные кислоты - из цитрата, гем из сукцинил-КоА. В этом случае реакция будет называться амфиболической, то есть сочетающей анаболические процессы с катаболическими. Для непрерывной работы ЦТК восстановленные коферменты дегидрогеназ должны вернуться в свое первоначальное состояние то есть окислиться, отдать водород кислороду. Но молекулярный кислород не может непосредственно реагировать с основной массой восстановленных дегидрогеназ. Указанные ферменты включаются в цепь биологического окисления (ЦБО), где водороды претерпевают превращения, после которых оказываются способными взаимодействовать с соответственно подготовленным кислородом с образованием молекул воды. Глава 5 III этап - Биологическое окисление 3 этап - Биологическое окисление (БО) или тканевое дыхание, где происходит окисление восстановленных дегидрогеназ (ДГ) с участием кислорода. БО - это цепь окислительно-восстановительных реакций, в которых участвуют оксидоредуктазы в следующем порядке: пиридинферменты, флавинферменты, убихинон, цитохромы. Эти ферменты переносят водороды, а на убихиноне водороды распадаются на протоны и электроны. Далее электроны транспортируются различными цитохромами, передаваясь в терминальной стадии на молекулярный кислород, ионизируя его. Ион кислорода, соединяясь с протонами водорода, образует эндогенную воду. В процессе БО выделяется энергия, идущая на образование АТФ (40-48%) и тепла (52-60%). Роль биологического окисления: 1) Окисление субстратов с постепенным выделением энергии; 2) Образование эндогенной воды. В организме человека митохондриальная дыхательная цепь образует 300-400 мл эндогенной воды за сутки. Суммарное уравнение биологического окисления: 1/2 О2 +2е + 2Н+ энергия + Н2О Биологическое окисление состоит из 11 последовательных реакций. Первыми вступают НАД-зависимые пиридинферменты. Они могут непосредственно реагировать с субстратом, отнимая от него атомы водорода. Субстрат-Н2 + ПФ (НАД+) Субстрат + НАДН2 + апофермент Вторым ферментом, участвующим в цепи биологического окисления, является ФМН-зависимый флавинфермент (НАДН-дегидрогеназа), содержащий железосерный белок (FeS) и ФМН (рибофлавин-5-фосфат) и прочно связан с внутренней мембраной митохондрий. ФМН принимает два электрона и два протона от НАДН2 и восстанавливается в ФМНН2. Электроны переносятся от ФМНН2 к убихинону. Промежуточным веществом между ФП и убихиноном является комплекс негемового железа с серопротеином (FeS-протеин), который входит в состав НАДН2-КоQ-редуктазы (рисунок 8) . Принципиальная особенность биологического окисления или тканевого дыхания в том, что оно протекает постепенно через многочисленные промежуточные стадии, т. е. происходит многократная передача атомов водорода, а затем электронов от одной ферментной системы к другой. На каждом из этих этапов энергия электрона выделяется порциями. Таким образом, смысл биологического окисления заключается в постепенном выделении энергии и в образовании эндогенной воды. Изменение свободной энергии, характеризирующее реакции окисления и восстановления, пропорционально способности реактантов отдавать или принимать электроны. Следовательно, изменение свободной энергии окислительно-восстановительного процесса можно характеризовать не только величиной ΔG0', но и величиной окислительно-восстановительного потенциала системы (Е0). Обычно окислительно-восстановительный потенциал системы (Е0) сравнивают с потенциалом водородного электрода, принимая последний за 0,0 В при рН=0. Однако для биологических систем удобнее использовать окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) при рН=7 (Е′0). При таком значении рН потенциал водородного электрода равен -0,42 В. Окислительно-восстановительные потенциалы в электронно-транспортной цепи, которые могут обеспечить синтез АТФ приведены в таблице 1. Компоненты дыхательной цепи митохондрий в порядке возрастания окислительно-восстановительного потенциала можно расположить, как показано в таблице 1. жүктеу/скачать 3,48 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|