Строение дыхательной цепи




Биологическое окисление

 

Основной источних энергии в клетке окисление субстратов. В качестве субстратов с целью получения энергии используются углеводы и жиры. В клетке окисление протекает в виде отщепления водорода или с поререй электрона.

 

Биологическое окисление - процесс в ходе которого окисляющиеся субстраты теряют электроны и протоны, т.е. являются донаторами водорода, промежуточные переносчики - акцепторами - донаторами, а кислород - конечным акцептором.

 

Клетка, ткань или орган, в которых протекает окисление субстратов, потребляют кислород. Потребление кислорода тканямиобозначают термином тканевое дыхание.

Понятие биологическое окисление и тканевое дыхание однозначны.

Процессы окисления протекают также и вне организма.

 

Сходство между биологическим окислением

И окислением вне организма

 

В результате образуются одинаковые конечные продукты

Выделяется одинаковое количество энергии

 

Отличия биологического окисления от

Окисления вне организма

 

Вне организма энергия выделяется за счет окисления атомов угдерода, в организме энергия выделяется за счет окисления водорода. Вне организма кислород соединяется с окисляемым субстратом. В организме кислород не соединяется с субстратом.

Вне организма энергия выделдяется выделяется сразу, одномоментно и неаккумулируется. В организме энергия выделяется постепенно ("каскадно") и запасается впрок. Выделение энергии порциями позволяет ее запасать и предохраняет клетку от перегрева.

Основной реакцией биологического окисления является реакция дегидрирования, т.е. отщепление водорода (протонов).

Вспомогательными реакциями (процессами являются реакции дегидриротации и декарбоксилирования).

5. Окисление в организме требует ферментов.

 

В процессе биологического окисления участвуют ферменты, образующие дыхательную цепь.

 

Дыхательная цепь - это группа окислительно-восстановительных ферментов, участвующих в переносе протонов и электронов от субстрата к конечному акцептору кислороду.

 

Дыхательная цепь локализована в митохондриях клетки.

 

Движущей силой, обеспечивающей перенос протонов и электронов от субстрата к кислороду является разность редокс потенциалов. В дыхательной цепи происходит нарастание редокс-потенциала (от -0,32В до +0, 81В кислорода).

 

Строение дыхательной цепи

 

Включает 4 группы ферментов:

пиридинзависимые дегидрогеназы- коферментом является НАД;

Флавинзависимые дегидрогеназы - коферментом является ФАД;

КоQ или урбихинон;

цитохромы b, c, a, a3.

 

Цитохромы являются геминовыми белками, в качестве небелковой части содержат гем. В составе гема содержится атом железа, который может изменять степень окисления с +2 до +3, присоединяя гем или отдавая электрон.

 

В составе дыхательной цепи выделяют два участка:

 

Участок включающий пиридинзависимые дегидрогеназы - коэнзим Q обеспечивают перенос электронов и протонов.На уровне коэнзима Q протоны уходят в среду митохондрий.

Участок цитохромов, обеспечивающий перенос только электронов.

 

Основное значение цитохромной системы сводится к переносу электронов, отщепляемых от окисляемого субстрата на молекулярном уровне

Схемма процесса окисления???

 

В процессе биологического окисления происходит изменение свободной энергии и она используется для синтеза АТФ.

Одним из основных источников энергии является АТФ, которая относится к макроэргическим соединениям.

АТФ образуется в процессе окислительного фосфорилирования.

Окислительное фосфорилирование - это синтез АТФ из АДФ и Фнсопряженный с тканевым дыханием.

 

Между тканевым дыханием и окислительным фосфорилированием существуют три точки сопряжения.

 

НАД/ФАД

ЦВ/ЦС

ЦА/ А3 кислород

 

На этих участках выделяется энергия которая затрачивается на синтез АТФ. Длна дыхательной цепи (количество ферментов) может быть различна и зависить от природы окисляемого субстрата.

Субстраты могут быть НАД, ФАД, КоQ или цитохромзависимые. Пункты (точки сопряжения) постоянны, но их количество может быть различно 3,2,1, в зависимости от природы окисляемого субстрата.

Энергетически более выгодно окисление НАД- зависимых субстратов, так как это дает 3 АТФ, ФАД - 2АТФ

При недостатке кислорода в тканях и клетках затруднен процесс тканевого дыхания, но организм нуждается в энергии, при недостатке кислорода происходит процесс субстратного окисления.

Субстратное окисление это процесс окисления при конечном акцептором электронов и протонов является какой-то субстрат, но не кислород.

Субстратное окисление это аварийный источник получения энергии при недостатке кислорода.

Недостаток кислорода в организме возникает при физической работе, при подъеме в горы, при погружении под воду, при заболеваниях органов дыхания, сердечно-сосудистой системы и кровеносной системы.

 

Субстратное окисление энергетически менее выгодно, так как редокс-потенциалы субстратов отличаются незначительно. Процесс биологического окисления может не сопровождаться образованием АТФ.

Биологическое окисление не сопровождающееся образованием АТФ называется свободным окислением. В этом случае процесс окисления субстратов, сопровождается выделением энергии в виде тепла. Это наблюдается при действии токсинов и сопровождается повышением температуры тела.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-08-27 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: