Вопрос 1.Метаболизм – обмен веществ и энергии.

Виды метаболизма: катаболизм – совокупность поэтапных ферментных процессов расщепления сложных молекул до простых, идет с высвобождением энергии – экзоргонический процесс. Анаболизм – совокупность поэтапных фекрментативнрыъ реакций, поступление сложны веществ из простых предшественников идет затратой энергии – эндоргонический процесс. Значение метаболизма – снабдить клетку энергией, обеспечение строительными блоками, собрать макромолекулы для построения клеточных структур, обеспечить распад функционально-активных молекул (ферментов гормонов).Регуляция метаболизма: обеспечивается количеством ферментов компартментализацией составляет такой энергией.

Вопрос 2. Макроэргические соединения.

Макроэргические соединения – это соединения имеющие макроэргическую связь. Макроэргическая связь является непрочной богатой энергетической связью, при расщеплении которой:1)Выделяется не менее 5ккал/моль энергии 2)Эта энергия превращается в полезную работа, минуя стадию тепла. Есть 2 типа макроэргических соединений:1)Производная фосфорной кислоты 2)Тиоэфирные соединения. Макроэргические соединения устанавливается связь между катаболизмом и анаболизмом.

Вопрос 3. Дегидрирование субстрата и окисление водорода как источник энергии для синтеза атф.

Дегидрирование субстратов и окисление водорода как источник энергии для синтеза АДФ. Главный путь высвобождения энергии в живой клетке реакции аэробного окисления пищевых веществ и окисления водорода субстрата кислородом воздуха до воды. Окисление бывает: фосфорилирующим, при котором часть высвобождающейся энергии накапливается в полезной для организма форме – форме химических макроэргических соединений, и свободным при котором энергия рассеивается в форме тепла. Основное количество энергии освобождается в конце тканевого дыхания. Субстратами дегидр. являются вторичные и первичные спирты – альдигиды.

Вопрос 4. Строение митохондрий и структурная организация дыхательной цепи. Митохондрии имеют внешнюю и внутреннюю мембрану. Внутренняя мембрана образуется многочисленными складками – кристами. Пространство ограниченное внутренней мембраной называют матриксом. Внутренняя и внешняя мембрана сильно различаются по составу, свойствами и функциями. НАД и ФАД зависимые декгидрогеназы находятся в матриксе митохондрии, а другие компоненты дыхательной цепи во внутренней мембране. Дыхательная цепь – это система последовательно расположенных АО внутренне мембране митохондрии дыхательных ферментов обеспечивающих транспорт протонов и электронов от окисляемого субстрата на кислород. Выделяют 3 группы дыхательных ферментов: 1. НАД –зависимые дегидрогеназы – первичные акцепторы протонов и электронов, 2. ФАД – зависимые (вторичные акцепторы), цитохромы обеспечивающие транспорт электронов. Связующим звеном между дегидрогеназами явл КоА.

Вопрос 5. Цепь переноса электронов и протонов. Регуляция цепи (дыхательный контроль.

Регуляция цепи. 1) водород от первичных доноров вводится в дыхательную цепь с участием НАД и ФАД-зависимых дегидргеназ. ФАД-зависимые дегидрогеназы переносят Н(+) на убихинон. НАДзависимые – на НАД (образуется НАДН) – убихинон. 2)НАДН дегидрогеназа представляет собой ФМН-содержащий фермент. 3)на стадии образования QH2 сливаются 2 потока атомов Н(+), вводимых НАД и ФАД зависимые дегидрогеназ. Перенос электронов осуществляется с помощью цитохромов (гемопротеины – в,с1,с,а1,а3). Комплекс цитохромов а и а3 (цитохромоксидаза) переносит электроны с цитохрома С на кислород. О2 поступающий в митохондрии из крови – каждый из атомов О2 присоединяет 2е и 2р , образуя Н2О.

Вопрос 6. Терморегуляторная функция тканевого дыхания. Около 55% энергии полного расщепления глюкозы аккумулируется в виде АТФ. Остальная часть энергии является источником теплообразования. Тем самым образуется для поддержания температуры тела. Процессы разобщения тканевого дыхания и окислительного фосфорилирвания приводит к повышению температуры тела. Регуляция дыхательной цепи – состояние такой энергии, целостность мембран митохондрии и их проницаемость, состояние коферментов, наличие разобщителей. Тканевое дыхание – завершающийся этап биологического окисления, при этом 90% О2 восстанавливается до Н2О. О2 + 4Н(+)+4Е(-)=2Н2О.

Вопрос 7. НАД-зависимые дегидрогеназы. Катализируют реакции окисления веществ путем дегидрирования, при этом окисляемое вещество служит донором Н, а НАД выполняет роль акцептора водорода Н, то есть восстанавливается. НАД-зависимые дегидрогеназы катализируют: дегидрирование гидроксильных групп, аминогрупп, альдегидных групп. В дыхательной цепи НАД-зависимые дегидрогеназы переносят Н на НАД (образуются НАД Н) является первичным акцептором.

Вопрос 8. Фловиновые коферменты. ФАД-зависимые дегидрогеназы. Коферментами для них является ФАД и ФМН, производные рибофлавина. Основная функция их – перенос водорода Н. ФАД-зависимые дегидрогеназы переносят Н на убихин (образуется убихиноновое QH2 является вторичным акцептором).

Вопрос 9. Цитохромы представляют собой гемопротеины. Цитохромы дыхательной цепи обозначаются латинскими буквами в,с1,с,а,а3. Основная функция цитохромов – перенос электронов. Комплекс цитохромов в и с1 функционирует как QH2 – дегидрогеназа: он осуществляет перенос электронов с QH2 на цитохром С. Комплекс цитохромов а и а3 действует как цитохриомокисдаза. Цитохромоксидаза помимо гемо содержит ионы меди, которые участвуют в переносе электронов. этот комплекс цитохромов перенеосит электроны с цитохромы на кислород.

Вопрос 10. Окислительное фосфорилирование. Коэф Р/О. Выделившаяся при дыхании энергия используется для создания протонного потенциала, который затем в окислительном фосфорилировании на синтез АТФ. В дыхательной цепи три этапа сопряжения окисления и фосфорилирования, что приводит к синтезу трех молекул АТФ при передаче в дыхательную. Цепь одной пары протонов и электронов. Коэф окислительного фосфорилировния РО – это отношение неорганического фосфата используемого на фосфорилировании АДФ с образованием АТФ к количеству атомов кислорода поглощенного в входе тканевого дыхания.

Вопрос 11. Трансмембранный электрохимический потенциал как промежуточ­ная форма энергии при окислительном фосфорилировании.

Трансмембранный потенциал-разница протонов между наружной и внутренней поверхностью мембраны митохондрий. Преобразование энергии электронов в энергию АТФ происходит в 2 этапа. На первом этапе электроны преобразуются в энергию протонного градиента. Концентрация протонов в межмембран пространстве больше чем в матриксе митохондрий. Поскольку каждый протон несет положительный заряд , след появляется разность потенциалов по обе стороны мембраны. В совокупности электрически и концентрационный градиенты составляют электрохимический потенциал, который явл источником энергии для синтеза АТФ. На 2 этапе происходит синтез АТФ, в 3 стадии 1) поступление АДФ и неорганического фосфата в каталитический центр 2) поворот на 120* и сжимающая деформация каталитического центра, сближающая отталкивающие группы остатков Н3РО4 происходит образование АТФ и Н2О 3)поворот на 120* и освобождение из активного центра АТФ.

Вопрос 12. . Разобщение тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования Разобщение – это нарушение избирательной проницаемости внутренней мембраны митохондрии для протонов Н. при разобщении они распределяются по градиенту концентрации, протонный потенциал не создается. Это приводит к гипоэнергитическому состоянию и в конечном итоге к гибели клетки.