Происходит без образования АТФ. Два типа внемитохондриального окисления: 1) оксидазный; 2) оксигеназный.
1. Окисление оксидазного типа. Ферменты (оксидазы) — металлофлавопротеины. Содержат металлы с переменной валентностью — железо (Fe), медь (Cu), молибден (Mo). Находятся в наружной мембране митохондрий и пероксисомах — особых образованиях эндоплазматического ретикулюма. Отнимают водород от субстрата и передают его на кислород с образованием Н2О2.
Типы оксидаз: 1) моноаминоксидазы (МАО) — окисляют гормон адреналин и некоторые биогенные амины; 2) диаминоксидазы (ДАО) — окисляют гистамин и другие диамины и полиамины; 3) оксидаза L-аминокислот; 4) оксидаза D-аминокислот; 5) ксантиноксидаза — окисляет пуриновые азотистые основания (аденин и гуанин) с участием воды.
Значение окисления по оксидазному типу: 1) окисление трудноокисляемых циклических веществ; 2) быстрая инактивация биологически активных веществ; 3) бактерицидное действие образующихся веществ (разрушение мембран фагоцитированных бактериальных клеток).
2. Окисление оксигеназного типа происходит на мембранах эндоплазматического ретикулума и во внутренней мембране митохондрий. Ферменты (оксигеназы) активируют молекулу кислорода, а затем внедряют 1 или 2 атома кислорода в молекулу окисляемого вещества. Оксигеназы работают в составе мультиферментного комплекса, встроенного в мембрану и состоящего из трех компонентов, таких как: 1) флавиновые дегидрогеназы. Содержат ФАД. Субстрат для них — НАДФН2; 2) железо-серный белок. Содержит негеминовое железо с переменной валентностью; 3) цитохром Р450.
Монооксигеназы (гидроксилазы) включают в окисляемое вещество 1 атом кислорода из молекулы О2, а другой атом кислорода соединяется с 2 атомами водорода, отнятыми у какого-либо восстановителя (обычно — НАДФН2, реже — у других, например у витамина С). Источник водорода — НАДФН2.
Аскорбиновая кислота (витамин С) как восстановитель участвует в работе пролингидроксилазы, включающей гидроксильные группы в аминокислотные остатки пролина в молекуле проколлагена. Поэтому зрелый коллаген приобретает большую механическую прочность.
Высокоспецифичные гидроксилазы, включающие ОН-группу в молекулу холестерина, участвуют в образовании стероидных гормонов (половых, коры надпочечников) во внутренней мембране митохондрий.
Малоспецифичные гидроксилазы окисляют циклические гидрофобные вещества, чужеродные для организма, — ксенобиотики (лекарственные препараты, компоненты растений, загрязнители окружающей среды). Биологический смысл реакций окисления: гидроксилирование ксенобиотика делает его более растворимым, ускоряется его выведение из организма. Большинство реакций протекают в печени (детоксикация).
Диоксигеназы включают оба атома молекулы кислорода в окисляемое вещество. Таким путем окисляются циклические трудноокисляемые структуры, реакции идут с разрывом цикла.
Классификация углеводов
Углево́ды (сахар а, сахариды) — органические вещества, содержащие карбонильную группу и несколько гидроксильных групп. Название класса соединений происходит от слов «гидраты углерода», оно было впервые предложено К. Шмидтом в 1844 году. Появление такого названия связано с тем, что первые из известных науке углеводов описывались брутто-формулой Cx(H2O)y, формально являясь соединениями углерода и воды.
В химическом плане углеводы можно определить как альдегидные или кетонные производные полиатомных спиртов или как соединения, при гидролизе которых образуются эти производные.
Моносахариды
Моносахари́ды (от греческого monos — единственный, sacchar — сахар) — простейшие углеводы, не гидролизующиеся с образованием более простых углеводов — обычно представляют собой бесцветные, легко растворимые в воде, плохо — в спирте и совсем нерастворимые в эфире, твёрдые прозрачные органические соединения одна из основных групп углеводов, самая простая форма сахара. Водные растворы имеют нейтральную pH. Некоторые моносахариды обладаютсладким вкусом. Моносахариды содержат карбонильную (альдегидную или кетонную) группу, поэтому их можно рассматривать как производные многоатомных спиртов. Моносахарид, у которого карбонильная группа расположена в конце цепи, представляет собой альдегид и называется альдоза. При любом другом положении карбонильной группы моносахарид является кетоном и называется кетоза. В зависимости от длины углеродной цепи (от трёх до десяти атомов) различают триозы, тетрозы, пентозы, гексозы, гептозы и так далее. Среди них наибольшее распространение в природе получили пентозы и гексозы. Моносахариды — стандартные блоки, из которых синтезируются дисахариды, олигосахариды и полисахариды.
В природе в свободном виде наиболее распространена D-глюкоза (виноградный сахар или декстроза, C 6 H 12 O 6) — шестиатомный сахар (гексоза), структурная единица (мономер) многих полисахаридов (полимеров) — дисахаридов: (мальтозы, сахарозы и лактозы) и полисахаридов (целлюлоза, крахмал). Другие моносахариды, в основном, известны как компоненты ди-, олиго- или полисахаридов и в свободном состоянии встречаются редко. Природные полисахариды служат основными источниками моносахаридов
Гликозиды – соединения, образующиеся путем конденсации моносахарида с гидроксильной группой другого соединения, которым может быть другой моносахарид или вещество неуглеводной природы. Гликозиды найдены в составе многих лекарств и пряностей, они являются также компонентами животных тканей. Сердечные гликозиды обнаружены во многих растениях и влияют на работу сердечной мышцы.
Дисахариды
Дисахариды при гидролизе дают две молекулы моносахарида (одинаковых или различных). Примером служит сахароза, лактоза или мальтоза.
Олигосахариды при гидролизе дают 3-6 моносахаридов. Физиологически важными дисахаридами являются мальтоза, сахароза, лактоза и трегалоза.
Полисахариды
Полисахариды дают при гидролизе более 6 молекул моносахаридов. Они могут быть линейными или разветвленными. Примерами служат крахмал и декстрины.
Гомополисахариды (гликаны), состоящие из остатков одного моносахарида, могут быть гексозами или пентозами, то есть в качестве мономера может быть использована гексоза или пентоза. В зависимости от химической природы полисахарида различают глюканы (из остатков глюкозы), маннаны (из маннозы), галактаны (из галактозы) и другие подобные соединения. К группе гомополисахаридов относятся органические соединения растительного (крахмал, целлюлоза,пектиновые вещества), животного (гликоген, хитин) и бактериального (декстраны) происхождения
Крахма́л (C 6 H 10 O 5)n — смесь двух гомополисахаридов: линейного — амилозы и разветвлённого — амилопектина, мономером которых является альфа-глюкоза. Белое аморфное вещество, не растворимое в холодной воде, способное к набуханию и частично растворимое в горячей воде.Отдельные линейные участки молекулы амилопектина состоят из 20—30 таких единиц, а в точках ветвления амилопектина остатки глюкозы связаны межцепочечными альфа-1,6-связями. При частичном кислотном гидролизе крахмала образуются полисахариды меньшей степени полимеризации — декстрины (C 6 H 10 O 5)p, а при полном гидролизе — глюкоза
Гликоге́н (C 6 H 10 O 5)n — полисахарид, построенный из остатков альфа-D-глюкозы — главный резервный полисахарид высших животных и человека, содержится в виде гранул в цитоплазме клеток практически во всех органах и тканях, однако, наибольшее его количество накапливается в мышцах и печени. Молекула гликогена построена из ветвящихся полиглюкозидных цепей, в линейной последовательности которых, остатки глюкозы соединены посредством альфа-1,4-связями, а в точках ветвления межцепочечными альфа-1,6-связями. Эмпирическая формула гликогена идентична формуле крахмала.
Целлюло́за (клетча́тка) — наиболее распространённый структурный полисахарид растительного мира, состоящий из остатков альфа-глюкозы, представленных в бета-пиранозной форме. Таким образом, в молекуле целлюлозы бета-глюкопиранозные мономерные единицы линейно соединены между собой бета-1,4-связями. При частичном гидролизе целлюлозы образуется дисахарид целлобиоза, а при полном — D-глюкоза
Хити́н — структурный полисахарид низших растений, грибов и беспозвоночных животных (в основном роговые оболочки членистоногих — насекомых и ракообразных). Хитин, подобно целлюлозе в растениях, выполняет опорные и механические функции в организмах грибов и животных. Молекула хитина построена из остатков N-ацетил-D-глюкозамина, связанных между собой бета-1,4-гликозиюными связями. Макромолекулы хитина неразветвлённые и их пространственная укладка не имеет ничего общего с целлюлозой