40. Обмен пировиноградной кислоты в анаэробных и аэробных условиях. Опишите химизм этих процессов.

В условиях достаточного поступления кислорода пировиноградная кислота превращается в ацетил-кофермент А, являющийся основным субстратом для цикла Кребса. Происходит в матриксе митохондрий. Ферменты: пируватдегидрогеназа, дегидролипоилацетилтрансфераза, дегидролипоилдегидрогеназа.

Кофакторы : Тиаминпирофосфат, липоевая кислота, ФАД, НS-КоА, НАД+.

При анаэробном дыхании в клетках пируват, полученный при гликолизе, преобразуется в лактат при помощи фермента лактатдегидрогеназы в процессе лактатной ферментации, либо в ацетальдегид и затем в этанол в процессе алкогольной ферментации. Спиртовое брожение осуществляется обычно с помощью дрожжей. Первая стадия процесса катализируется ферментом пируватдекарбоксилазой, вторая алкогольдегидрогеназой.

 

40. Энергетическая характеристика полного аэробного окисления глюкозы и окисления глюкозы в анаэробных условиях. Эффект Пастера.

Энергет. баланс гликолиза в анаэробных условиях: Расход АТФ: в подготовительной стадии гликолиза затрачивается 2 молекулы АТФ на фосфорилирование глюкозы и фруктозо-6-фосфата. Образование АТФ: 4 молекулы АТФ образуются в реакциях субстратного фосфорилирования в процессе окисления двух молекул фосфотриоз.

В аэробных условиях: Расход АТФ: в подготовительной стадии гликолиза затрачивается 2 молекулы АТФ на фосфорилирование глюкозы и фруктозо-6-фосфата. Образование АТФ: 4 молекулы АТФ образуются в реакциях субстратного фосфорилирования в процессе окисления двух молекул фосфотриоз. 6 молекул АТФ образуется в ходе окислительного фосфорилирования (при передачи электронов в дыхательную цепь митохондрий от НАДН). Суммарно в анаэробных условиях 2 молекулы АТФ, а в аэробных суммарно 8 молекул АТФ. Эффект Пастера: в присутствии кислорода происходит снижение скорости потребления глюкозы, прекращение наколения лактата. Организм переходит на более эффективный и экономный путь получения энергии.

40. Биологическое окисление. Окисление органических соединений, сопряженное с фосфорилированием. Субстратное фосфорилирование.

Биологическое окисление- совокупность реакций окисления органических веществ, выполняющих функцию энергетического обеспечения потребностей организма. Окисление субстратов в биохим. системах сопровождается отщеплением электронов от субстратов, которые при участии промежуточных переносчиков передаются на кислород. Транспорт высокоэнергетических электронов восстановительных субстратов происходит в системе, состоящей из окислительно-восстановительных ферментов и коферментов, локализованных во внутренней мембране митохондрий. В переносе электронов от субстратов к молекулярному кислороду принимают участие: *Пиридинзависимые дегидрогеназы коЕ: НАД+. Локализованы в матриксе митохондрий, первичные акцепторы электронов (восстановливаются, принимая электроны от органических субстратов), *Флаванзависимые дегидрогеназы коЕ: ФАД-зависимая дегидрогеназа – первичные акцепторы; ФМ- зависимая дегидрогеназа – акцептор электронов от НАДН, *Убихинон (koQ) – промежуточный подвижный переносчик электронов, *FeS-белки. Промежуточные переносчики электронов, содержат негемовое железо, связанное с серой остатков цистина и S2-, *Цитохромы с, с1, в, а, а3. Для переноса через мембрану молекул и ионов в область большей их концентрации необходимо поддерживать разность концентраций протонов и разность электрических потенциалов на двух поверхностях мембраны, что требует затраты энергии. Энергоснабжение клеток происходит за счет окисления пищевых продуктов (дыхания) у животных и фотосинтеза у растений. Энергия, выделяемая в процессе окисления, используется в митохондриях для синтеза, с помощью ферментов: АТФ-фаз, молекул АТФ из молекул АДФ и фосфорной кислоты.

Химическая реакция АДФ + Н3РО4 = АТФ + Н2О называется фофсорилированием. Процессы окисления пищевых продуктов и фосфорилирования сопряжены между собой, осуществляются системой взаимосвязанный ферментов, находящихся в сопрягающихся мембранах клеток. Сопряженный процесс окисления и фосфорилирования называется окислительным фосфорилированием. Кроме окислительного фосфорилирования, в промежуточном метаболизме животных только в двух реакциях неорганический фосфат переносится на АДФ или ЦДФ за счёт высокого химического потенциала. Такие процессы называют «субстратным фосфорилированием». Один из таких промежуточных этапов — образование ГТФ в цитратном цикле.