Вопрос 12. Энергетика дыхания, вклад аэробной и анаэробной фаз

2 Этапа дыхания:

1. Без кислорода анаэробное дыхание – дыхательный субстрат окисляется до ПВК

2. В присутствии кислорода – аэробное дыхание – окисление ПВК до СО₂ и Н₂О

Расщепление дыхательного субстрата глюкозы состоит из ряда последовательных реакций:

1. Без кислорода – в цитоплазме – гликолиз

2. В присутствии кислорода – в митохондриях:

декарбоксилирование пирувата

цикл Кребса

Энергия

1. Анаэробная фаза – гликолиз:

• В целом на преобразование 1молекулы глюкозы в 2ПВК необходимо затратить 2АТФ.

• При этом образуются 4АТФ и 2НАДН.

• Одна молекула НАДН, окисляясь, образует 3АТФ, а всего – 6АТФ.

• Следовательно, чистый выход энергии – 8АТФ.

2. Анаэробная фаза:

• При декарбоксилировании 1ПВК образуется 1НАДН₂, следовательно, при декарбоксилировании 2ПВК – 2НАДН₂, т.е. в сумме 6АТФ

• В результате цикла Кребса образуется 3НАДН₂, 1ФАДН₂, 1АТФ – это для 1ПВК, тогда 6НАДН₂, 2ФАДН₂ и 2АТФ – для 2ПВК (при двух оборотах цикла). Следовательно, всего образуется 24АТФ

• Следовательно, при полном окислении 1ПВК образуется 15АТФ и 30 АТФ при двух оборотах цикла

3. Суммарная энергия составляет 38 молекул атф при двух оборотах цикла

Вопрос 13. Роль дыхания в биосинтезе белков, липидов, нуклеиновых кислот, фитогормонов и др. Веществ

Тесная связь дыхания с биосинтетическими функциями клетки не ограничивается использованием реализуемой в ходе окислительных процессов химической энергии дыхательного субстрата.

Промежуточные продукты дыхания могут использоваться в процессах новообразования компонентов протоплазмы. Промежуточные продукты расщепления углеводов часто используются для синтеза других веществ, а не превращаются обязательно в углекислый газ и воду.

1. Промежуточные продукты цикла Кребса, образующиеся результате окисления глюкозы: кетоглутарат, фумарат, оксалоацетат – могут в результате восстановительного аминирования превращаться соответственно в глутамат, аланин или аспартат, которые, являясь аминокислотами, входят в состав белков.

2. Эритризо-4-фосфат, образующийся на одном из этапов пентозофосфатного цикла, образует в результате взаимодействия с ФЕП циклическое соединение – шикимовую кислоту. Шикимовая кислота составляет материальную основу для синтеза всех ароматических аминокислот и в их числе триптофана. Шикимовая кислота после ряда превращений может дать начало ароматическим кислотам – фенилаланину и тирозину.

3. Промежуточные вещества окислительного пентозофосфатного цикла – пентозы – используются для синтеза нуклеиновых кислот, следовательно, и цитокининов (фитогормонов – гормонов растений, которые образуются из аденина), пиримидиновых ферментов, веществ клеточной стенки.

4. Процессы биосинтеза жиров тесно связаны с окислительными превращениями трикарбоновых кислот. Конденсация двух молекул уксусной кислоты при участии КоА приводит к образованию ацетоуксусной кислоты, при восстановлении которой получается масляная кислота:

СН₃СОСН₂СООН(ацетоук. к-та) = С₃Н₇СООН(масляная к-та) + 1/2О₂

Путем последовательного присоединения ацетильных радикалов, активируемых КоА, и происходит наращивание углеродной цепи – синтез жирных кислот в организме.