6. Ферменты дыхания:

Дыхание - это процесс ферментативный, в котором участвуют ферменты класса оксидоредуктазы, выстраивая собой ЭТЦ на кристах митохондрий, в результате чего синтезируется АТФ.

7. В основе современного представления о химизме дыхания лежат две теории: теория Палладина и Баха.

Работы Баха были посвещены возможности активации кислорода. Его теория медленного окисления была сформулирована в 1896 году. Молекулярный кислород достаточно инертное соединение О₂, так как обе валентности кислорода взаимно насыщают друг друга. Для того чтобы кислород мог быть активным окислителем он должен быть сперва активизирован, т.е должна получиться молекула подобного рода связями -О-О-. Бах выдивгает теорию, что существуют ферменты оксидазы, которые активизируют кислород и способны разорвать двойную связь в молекуле кислорода, при этом образуется пероксидное соединение, которое и участвует в окислении субстрата.

Палладин в 1916 году дал следующую схему процесса дыхания: под влиянием окислительно-восстановительных ферментов особые вещества, которые Палладин назвал дыхательными ферментами связывают водород воды, а кислород воды производит окисление сахара. Значение работ Палладина состоит в том, что он:

1. Непременным источником дыхания является вода

2. Вода на ряду с окислительным субстратов выполняет роль донора водорода.

3. в процессе дыхания участвуют специфические активаторы водорода, отнимающие водород от субстрата.

4. Первые этапы дыхания являются анаэробными и не требуют присутствия кислорода

5. Молекулярный кислород используется на заключительном этапе дыхания для регенерации акцепторов водорода, с образованием воды.

8. Дыхательный аппарат клетки (самостоятельно)

9. Анаэробный распад углеводов (гликолиз). Энергетика процесса.

Гликолиз представляет собой доминирующий путь окисления углеводов в растении (гликолитический путь).

Гликолитический цикл представлен во всех вормах жизни, предшествуя всем типам дыхания, свидетельствует о его раннем происхождении в эволюции жизни.

В процессе гиколиза происходит преобразование молекулы глюкозы до двух молекул пировиноградной кислоты (ПВК). На первой стадии происходит активация глюкозы, путем фосфорилирования шестого углеродного атома за счет взаимодействия с АТФ. Затем глюкоза-6-фосфат изомеризуется до фруктозо-6-фосфат, далее происходит еще одно фосфорилирование, при участии АТФ с образованием фруктозо-1,6-дифосфат. В второй стадии фруткоза-1,6- дифосфат расщепляется с образованием двух триоз: фосфодиоксиацетона и трифосфоглицеринового альдегида. Солекула фосфодиоксиацетона при участии фермента тирозафосфатизомераза превращается в фосфоглицериновый альдегид (ФГА). В дальнейшем ФГА окисляется до 1,3-дифосфоглицериновой кислоты с участием неоргагнического фосфата. При окислении ФГА до 1,3-дифосфоглицериновой кислоты идет с выделением энергии и восстановлением кофермент НАДФ. В третей стадии имеющейся макроэргической связи в 1,3-дифосфоглицериновой кислоте обрабуется АТФ и ФГК (фосфоглицериновая кислота), далее происходит дегидратация ФГК, в рещультате чего образуется фосфоенол пировиноградная кислота. Затем из фосфоенолпировиноградной кислоты образуется молекула АТФ и ПВК (пировиноградная кислота). Так как при распаде одной молекулы глюкозы образуются две молекулы ПВК, то все реакции цикла Кребса повторяются дважды. Образовавшиеся две молекулы ПВК вступают в аэробную фазу дыхания.

В целом на преобразование одной молекулы глюкозы в две молекулы ПВК необходимо затратить две молекулы АТФ, при этом образуется 4 молекулы АТФ и две молекулы НАДФН⁺.

Одна молекула НАДФН⁺ при окислении образует три молекулы АТФ

Следовательно чистый выход энергии в ходе гликолиза составляет 8 молекул АТФ или 586,6 кДж.