1_-_enzimologia_i_BO / 01-08-ФиБО-2012 small

Теория Палладина-Виланда

1912 – В.И. Палладин и Г. Виланд создали теорию «активации водорода», предполагающую 2 стадии:

– Анаэр. стадия:

Хромогены и гистогематины

•Переносчики электронов назвали хромогенами изза окраски зависящей от О-В состояния

•В качестве хромогенов позднее идентифицированы коферменты FMN, FAD, NAD+, NADP+.

•1925 –открыты гистогематины (цитохромы) – переносчики электронов и протонов

•1932 – акад В.А. Энгельгардт открыл сопряженное

окислительное фосфорилирование (ADP + Pi 

ATP).

Редокс-реакции, редокс потенциал

• Реакции переноса электронов от донора к акцептору.

• Редокс потенциал создает напряжение в цепи.

• Редокс потенциал пары H+:H2 принят за 0.

HOH OH

•открыта АТФ в 1929

•ATP – основной макроэрг всех живых клеток «универсальная энергетическая валюта»

•Содержит 2 макроэргические связи.H

Maкроэргичность ATФ

1.Отрицательно заряженный «хвост» создает сильное отталкивание

2.АТФ4-  АДФ3- + Фн2- + H+

–[ATФ4-] = [AДФ3-] = [Фн2-] = [H+] = 10-3 M

–Если [H+] будет 10-3 M, pH=3. Но pH=7, значит [H+] =10-7, и хим равновесие сильно сдвинуто влево

–AДФ3- и Фн2- резонансные гибриды, для которых характерна высокая устойчивость

В результате:

G(ATФ4-) >> G(AДФ3-) + G(Фн2-) + G(H+)

ATФ-азный (ATФ/AДФ) цикл

предложен в 1940 Ф. Липманом

Образование субстратов БО

• Стадия I:

Б, Ж, У расщепляются на относительно небольшое кол-во мономеров

• Стадия II:

Полученные строительные блоки превращаются в унифицированные метаболиты (ПВК, ацетил КоА и др.).

• Стадия III:

Катаболиз унифицированныех метаболитов до СО2 и Н2О с выделением полезной конвертируемой энергии

Схема энергетического метаболизма

Гликолиз

Β окисление Пируват Окисление пирувата

Катаболизм аминокислот

Acetyl-CoA

ЦТК 2CO2

ЦТК. электроннотранспортная

цепь.

Окислительное NADH + H+ NAD+ фосфорилирование

Stages 1 and 2

Stage 3

Ферменты и коферменты БО

•Оксидоредуктазы

–оксидазы

–ДГ

•Пиридин-зависимые (NAD+, NADH+)

•Флавин-зависимые (FMN, FAD)

–Гидропероксидазы

–Окигеназы

NAD(P)+

FAD,

FMN

Структура FAD и FMN

FMN consists of the structure above the dashed line on the FAD (oxidized form).

The flavin nucleotides accept two hydrogen atoms (two electrons and two protons), both of which appear in the flavin ring system.

When FAD or FMN accepts only one hydrogen atom, the semiquinone, a stable free radical, forms.

Современные представления о БО

Базируются на современном представлении об ОВП, а также на законах термодинамики:

1 закон - закон сохранения энергии: энергия никуда не исчезает, а только переходит из одной формы в другую, т. е. сохраняется.

2 закон - все тела и химические процессы стремятся к минимуму энергии, к состоянию покоя и беспорядка, т. е. к энтропии.

Биологическое окисление - 2

Лекция 7

Тканевое дыхание, окислительное фосфорилирование.

Лектор: д.м.н., проф. А. И. Грицук,

зав. кафедрой биохимии Гомельского государственного медицинского университета

Содержание

•Роль и регуляция ЦТК

•Пути потребления О2 в организме

•Структура и функция Мх

•Окислительное фосфорилирование

•Микросомальное окисление

•Пероксидазный путь

•Монооксигеназные системы. Диоксигеназные системы

•Свободные радикалы, Перекисное окисление и антиоксиданты

Биологическое окисление (БO)

•Окисление – процесс отнятия е-

•Восстановление – их присоединение

•БО может происходить без участия молекулярного О2

•Тканевое дыхание – процесс производства клетками энергии в форме АТФ путем контролируемой реакции:

2Н+ + 2 е- + ½О ―> Н2О

Биомедицинское значение БО

Основа жизнедеятельности – обеспечивает антиэнтропийную функцию организма

• O2 внедряется в структуру различных субстратов с помощью ферментов оксигеназ

–Многие лек-ва, поллютанты, хим. канцерогены и др.

ксенобиотики метаболизируют с помощью ферментов этого класса - системы цитохрома P450

•Пероксидным путем образуются многие БАВ

(гормоны, медиаторы, Pg, LT, TXA и др.)

•Применение O2 мб жизненно необходимым для лечения дыхательной и серд. недостаточности