- •Энергетический обмен. Брожение и дыхание (аэробное и анаэробное). Определение и характеристика процессов.
- •Гликолиз.
- •Путь Эмбдена-Мейергофа-Парнаса.
- •Пентозофосфатный путь
- •Путь Энтнера-Дудорова.
- •Окислительное декарбоксилирование пирувата.
- •Дыхательная цепь.
- •Итоговый энергетический баланс для случая окисления глюкозы.
- •При окислительном декарбоксилировании пирувата – 2 надн2
- •Брожение.
- •Спиртовое брожение:
- •Молочнокислое брожение
- •Маслянокислое брожение.
- •Уксуснокислое брожение
Энергетический обмен. Брожение и дыхание (аэробное и анаэробное). Определение и характеристика процессов.
Живая клетка как известно постоянно нуждается в притоке энергии. Её она извлекает в процессе метаболизма, или – обмена веществ путем регулируемых и контролируемых превращений различных соединений внутри клетки.
Источники энергии – питательные или иные вещества, поступающие из внешней среды.
Различают:
-
Катаболизм – расщепление веществ на их структурные составляющие;
-
Анаболизм – синтез качественно новых соединений, каким-либо образом надобных клетке, как правило из низкомолекулярных соединений ( к примеру – синтез белков (макромолекул) из аминокислот (микромолекул), или нуклеиновых кислот из пуриновых и пиримидиновых оснований и.т.д.
-
Иногда, отдельно выделяют амфиболизм – характеризующий реакции промежуточного обмена между катаболизмом и анаболизмом.
Живая клетка задействует множество циклов, которые непосредственно взаимосвязаны между собой. Отразим эту связь на примере использования такого субстрата, как глюкоза
-
Глюкоза расщепляется пополам на два трехуглеродных фрагмента в ходе какого-либо пути гликолиза , которые переходят в 2 молекулы ПВК (пируват);
-
В результате окислительного декарбоксилирования пирувата образуются двухуглеродные соединения – ацетил-кофермент А;
-
Молекулы ацетил-кофермента А связываются с оксалоацетатом, и включаются в Цикл Трикарбоновых Кислот.;
-
Атомы водорода (или такие восстановительные эквиваленты как НАД ФАД), отщепившиеся на разных этапах окисления органических веществ поступают в АТФ-регенирирующую систему дыхательной цепи. (окислительное фосфореллирование).
В ходе данных процессов синтезируются как АТФ, так и различные органические кислоты (преимущественно на 3 этапе), восстановительные эквиваленты, выделяется CO2. Перейдем к более точному описанию каждого этапа.
Гликолиз.
Несколько путей ведут от глюкозы к трехатомным соединениям углерода, к которым относится и пируват – один из важнейших промежуточных продуктов метаболизма.
Рассмотрим следующие схемы:
-
Путь Эмбдена-Мейергофа-Парнаса (характерный продукт – фруктозо-1,6-бифосфат);
-
Пентозофосфатный путь ( Варбурга-Диккенса-Хореккера) (характерный продукт –рибулозо-5-фосфат);
-
Путь Энтнера-Дудорова, встречается только у бактерий (характерный продукт – КДФГ (2-кето-3-дезокси-6-фосфоглюконат) ).
1.
Путь Эмбдена-Мейергофа-Парнаса.
Ферменты:
-
Гексокиназа; (реакция фосфореллирования молекулы глюкозы для её активации)
-
Глюкозо-6-фосфат-изомераза; (реакция изомерного преобразования)
-
Фосфофруктокиназа; ( необратимая реакция фосфореллирования);
Эти 3 реакции представляют собой подготовительный этап.
-
Альдолаза (реакция альдольного расщепления)
-
Триозофосфатизомераза
-
3-ФГА дегидрогеназа (реакция окисления НАД, фосфореллирование)
-
Фосфоглицераткиназа (на молекулу АДФ переносится остаток фосфорной кислоты с образование АТФ).
-
Фосфоглицератмутаза
-
Енолаза
-
Пируваткиназа (реакция субстратного фосфореллирования).
Итоговый выход – 2 молекулы пирувата, 2 молекулы НАДН2 и 2 АТФ.
2.