Контрольные вопросы

1. Какие существуют разновидности цитохромов ?

2. В чем отличие различных цитохромов ?

5.3.Биологическое окисление

Реакции биологического окисления катализируются ферментами. Об окислении можно говорить в 3-х случаях:

1. Отщепление водорода от окисляемого субстрата;

2. Потеря электронов (например, Fe ²⁺ меняет валентность на Fe ³⁺);

3. Присоединение к субстрату кислорода.

Все три типа реакций имеют место быть в живой клетке.

Процесс окисления непременно сопряжен с процессом восстановления. Оба вещества - окисляемое и восстанавливаемое образуют окислительно-восстановительную пару или редокс-пару.

Для того чтобы численно отобразить окислительно-восстановительные свойства редокс-пары, введено понятие редокс-потенциал, которые приведены в таблице 5.

Таблица 5

Окислительно-восстановительные потенциалы некоторых систем дыхательной цепи (в изолированном состоянии, рН 7,0)

Восстановленная форма	Окисленная форма	Величина редокс-потециала, В
НАДН·Н+	НАД+	- 0,32 В
ФАДН2-белок	ФАД-белок	- 0,05 В
КоQ-Н2	КоQ	+ 0,10 В
Цитохром-b (Fe 2+)	Цитохром-b (Fe 3+)	+ 0,12 В
Цитохром-c1(Fe 2+)	Цитохром-c1(Fe 3+)	+ 0,21 В
Цитохром-c (Fe 2+)	Цитохром-c (Fe 3+)	+ 0,25 В
Цитохром-a (Fe 2+)	Цитохром-a (Fe 3+)	+ 0,29 В
Н2О	½ О2	+ 0,82 В

В качестве нулевого стандарта принят редокс-потенциал газообразного водорода при давлении 101,3 кПа (1 атм), концентрации ионов Н⁺ в растворе 1,0 моль/л, т.е. при рН=0, температуре 25°С. Стандартный редокс-потенциал этой окислительно-восстановительной пары согласно уравнению:

Н ₂ 2Н⁺ + 2е^-, условно принят за 0 (нуль).

Обращаем внимание, что этот нуль не абсолютный, а относительный, точно также как 0°С (температура может быть выше 0°С, а может быть ниже). Чем меньше редокс-потенциал, тем ярче у данной редокс-пары выражены восстанавливающие свойства, чем выше - тем окислительные. Отрицательный редокс-потенциал говорит о том, что у данной редокс-пары в большей степени, чем у газообразного водорода, выражены восстанавливающие свойства, положительный редокс-потенциал, что окислительные.

Обращаем внимание, что компоненты дыхательной цепи расположены по градиенту редокс-потенциала.

Контрольные вопросы

1. В каких случаях говорят о реакции биологического окисления ?

2. Какой редокс-потенциал принят в качестве нулевого стандарта?

3. Чему равна величина редокс-потенциалы компонентов цепи переноса электронов ?

5.4.Строение митохондрий

Митохондрии обычно имеют форму цилиндра с закругленными концами, длиной 1-4 мкм и поперечником 0,3-0,7 мкм. Однако в разных клетках размеры и форма митохондрий могут быть различными. Количество митохондрий в разных клетках также различно: например, сперматозоид содержит 100-200 митохондрий, а гепатоцит - до 2000.

Митохондрии имеют внешнюю и внутреннюю мембраны - вроде мешка в мешке. Внутренняя мембрана образует многочисленные складки - кристы. содержимое пространства, ограничиваемого внутренней мембраной, называют матриксом (рис. 19).

Внешняя и внутренняя мембраны сильно различаются по составу, свойствам и функциям. Внешняя мембрана свободно проницаема для молекул с молекулярной массой примерно до 5000, в то время как проницаемость внутренней мембраны ограничена и избирательна: она определяется наличием специфических транспортных систем. Вследствие этого химический состав межмембранного пространства мало отличается от состава цитоплазмы, тогда как состав матрикса существенно иной. Ферментный состав разных частей митохондрий существенно отличается.

Рис.19 . Строение митохондрий