Кругооборот АТФ в жизни клетки




БИОЛОГИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ

№3

Биологическое окисение - совокупность окислительных реакций, происходящий в живых организмах и обеспечивающих их энергией и метаболитами, необходимыми для осуществления процессов жизнедеятельности.

Выделяют 3 стадии:

1. Расщепление больших макромолекул на простые субъединицы (В кишечнике)

белки =>аминокислоты

пища => полисахариды => простые сахара, глюкоза

жиры => жирные кислоты, глицерол

2. Расщепление простых субъединиц на ацетил-СоА. Сопровождается образованием ограниченного количества АТР и NADH (В цитозоле и митохондриях)

3. При полном окислении ацетил-СоА до СО2 и Н2О образуется большое коичество NADH, что обеспечивает синтез большого количества АТР при переносе электронов.

 

Образование АТФ в процессе метаболизма идёт двумя путями:

· Субстратное фосфорилирование - АТФ образуется в момент окисления субстрата (при этом происходит активация неорганического фосфора и его перенос на АДФ и образование АТФ). Образуется небольшая часть энергии.

· Окислительное фосфорилирование - субстрат участия не принимает. Фосфор активируется в связи с переносом электронов и протонов водорода с кофермента дегидрогеназ к молекулярному кислороду.

Источники, поставляющие энергию:

1. Дыхательная цепь, функционирующая в митохондриях.

2. Цитратный цикл (ЦТК).

3. Гликолиз

 

Функции биологического окисления:

· Синтез важнейших метаболитов

· Детоксикация ксенобиотиков (чужеродных продуктов)

· Устранение шлаков

· Регуляция обмена веществ

· Поддержание температуры тела

· Свечение (биолюминесценция)

· Химические синтезы

· Осмотические явления

· Механическая работа

 

 

Схема общих и специфичных путей катаболизма

Кругооборот АТФ в жизни клетки

№5

Митохондриальная цепь переноса электронов (дыхательная цепь) - последовательность расположения дыхательных ферментов на внутренней мембране митохондрий.

 

Внутренние мебраны митохиндрий выполняют 2 функции:

1. осуществляют трансорт электронов, благодаря чему энергия окисления преобразуется в энегрию АТФ

2. образуют внутренние компартменты (внутренний матрикс и межмембранное пространство), в которых локализованы ферменты

Наружная мембрана проницаема для всех молекул с массой < 10 000 дальтон

Внутренняя мембрана имеет двойной фосфолипидный слой, образует кристы, которые содержат белки 3 видов:

1. Белки-ферменты, которые катализируют окислительные реакции в дыхательной цепи

2. Ферментный комплекс - АТФ-синтетаза

3. Система особых транспортных белков, осуществляющий перенос метаболитов в матрикс и из него

Субстраты для окислительного метаболизма в митохондриях - это пируват и жирные кислоты. Они:

1. избирательно транспортируются из цитозоля в матрикс

2. распадаются до Ацетил-СоА

3. поступают в ЦТК (цикл трикарбоновых кислот)

4. образуются востановительные эквиваленты (НАДН, ФАДН)

5. их электроны и транспортируются по дыхательной цепи

 

Принцип работы дыхатеной цепи:

1. Как мы видим из схемы, приведённой выше, у нас в процессе катаболизма образовались НАДН и ФАДН. Далее они передают атомы водорода на ферменты дыхательной цепи. (Отнятие гидрид-иона от НАДН; сам гидрид-ион превращается в протон и два электрона)

2. Электроны движутся по ферментам дыхательной цепи и теряют энергию (белки-переносчики образуют 3 группы дахательных ферментов, каждая последующая группа обладает большим сродством к электронам, чем предыдущая).

3. Эта энергия используется на выкачивание протонов из Н+ их матрикса в межмембранное пространство.

4. В конце дыхательной цепи электроны попадают на кислород (о н обладает наибольшим сродством к электронам) и восстанавливают его до воды.

5. Протоны Н+ стремятся обратно в матрикс и проходят через АТФ-синтетазу.

При этом они теряют энергию, которая используется для синтеза АТФ.

 

Таким образом, восстановленние формы НАДН и ФАДН окисляются ферментами дыхательной цепи, благодаря этому происходит присоединение фосфата к АДФ, т.е. фосфорилирование..

Поэтому весь процесс получил название ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ.

Уникальность цепи в том, что атомы водорода расщепляются на электроны и протоны.

Электроны передаются через сеть переносчиков, встроенных во внутреннюю мембрану.

А когда достиают конца цепи, их там поджидают протоны для нейтрализации отрицательного заряда, который возник при переходе на молекулу кислорода

 



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: 2019-03-15 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: