ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»
БИОХИМИЯ
Лекция 11-12
БИОЛОГИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ (ОСНОВЫ БИОЭНЕРГЕТИКИ)
лектор - к.м.н., доц. Емельянов В.В.
ТЕРМИНОЛОГИЯ:
Биоэнергетика –
раздел биохимии, изучающий превращения энергии в живых системах
Биологическое окисление –
окислительно-восстановительные реакции в живых системах
МАКРОЭРГИЧЕСКИЕ
СОЕДИЕНИЯ
1.Нуклеозидди- и –трифосфаты (АТФ)
2.Ацилфосфаты
3.Тиоэфиры (ацетилкоэнзим А)
4.Фосфагены (креатинфосфат)
5.Восстановленные коферменты дегидрогеназ (НАДН2, ФАДН2)
АТФ – главное макроэргическое соединение в клетке
ф о сф о ан гидридн ы е |
ф о сф о эф ирн ая связь NH2 |
|||||
связи |
|
|
|
N |
C |
C N |
|
|
|
|
|||
O |
O |
|
O |
HC |
C |
CH |
|
N |
|||||
-O P O |
P |
O |
5' |
|||
P O CH |
|
|
N |
|||
- O |
O- |
|
2 |
O |
|
|
|
O- |
|
|
|||
|
|
|
H |
1' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
макроэргические связи |
|
|
H |
|
|
|
|
OH |
OH |
|
|
||
|
|
|
|
|
||
Àäåí î çèí -5'-ì î í î ô î ñô àò (ÀÌ Ô) Àäåí î çèí -5'-äèô î ñô àò (ÀÄÔ)
Àäåí î çèí -5'-òðèô î ñô àò (ÀÒÔ)
ПУТИ ОБРАЗОВАНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АТФ В КЛЕТКЕ
ХИМИ- ЧЕСКАЯ работа
СУБСТРАТНОЕ
ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ
АТФ
ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ
ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ
ЭЛЕКТРИ- ЧЕСКАЯ работа
МЕХАНИ- ЧЕСКАЯ работа
ОСМОТИ- ЧЕСКАЯ работа
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
СУБСТРАТНОГО И ОКИСЛИТЕЛЬНОГО ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ
Параметр
Локализация
Ферменты
Источник
энергии
В анаэробных условиях
Доля в энерго- продукции
СУБСТРАТНОЕ |
ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ |
|
Цитозоль |
Митохондрии |
|
и митохондрии * |
||
|
||
Сукцинилтиокиназа *, |
АТФ-синтетаза |
|
фосфоглицераткиназа, |
||
пируваткиназа, |
|
|
креатинкиназа |
|
|
Макроэргическая связь |
Протонный |
|
субстрата |
потенциал |
|
Активно |
Невозможно |
|
10 – 20 % |
80 – 90 % |
КРЕАТИНФОСФАТ
COOH |
ADP |
COOH |
||
|
ATP |
CH2 |
||
CH2 |
|
|||
N |
CH3 |
|
N |
CH3 |
HN C |
ATP |
ADP |
C |
OH |
NH2 |
HN |
NH P O |
||
|
|
|
|
OH |
• - резервное макроэргическое соединение
мышечной и нервной ткани
• креатинкиназная реакция –
реакция субстратного фосфорилирования
ЭТАПЫ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЭНЕРГИИ
ИЗ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ
I. Подготовительный этап
II. Промежуточный обмен
III. Терминальный (митохондриальный, заключительный) этап
I. Подготовительный этап
ЖИРЫ
ЖК + глицерин
II.
Промежуточный
обмен
УГЛЕВОДЫ БЕЛКИ глюкоза аминокислоты
- NH3
пируват
(ПВК) ацетилкоэнзим А
III.
Терминальный |
ЦТК |
|
|
+ О2 |
Н2О |
|
|
|
|
|
|
||||
этап |
|
|
|
|
|
АДФ + Ф |
|
|
|
|
|
дыхательная цепь |
|||
СО2 |
H |
+ |
+ ē |
АТФ |
|||
и АТФ-синтетаза |
|||||||
|
|
||||||
МИТОХОНДРИЯ
ЦТК |
ДЦ и АТФ- |
синтаза |
Матрикс