1. При интенсивной мышечной работе количество АТФ в клетке быстро уменьшается, это вызывает накопление АДФ, являющегося субстратом для АТФ-синтазы. АТФ-синтаза начинает работать, ионы Н+ устремляются в матрикс и величина электрохимического градиента снижается. По принципу дыхательного контроля это ускоряет движение электронов по дыхательной цепи, что имеет два очень важных последствия:
1. Возрастает выкачивание ионов Н+. Восстанавливаемый протонный гради-
ент используется для пополнения запасов АТФ.
2. Так как источником электронов являются НАДН и ФАДН2, в соответст-
вующих участках увеличивается их окисление. В результате снимается инги-
бирующее влияние НАДН на цикл лимонной кислоты и пируватдегидрогеназный комплекс. Активируются реакции катаболизма углеводов и жиров, как источника энергии
3,4,6,8 реакции ЦТК
***2. Непосредственно в реакциях цикла Кребса кислород не участвует. Тем не менее цитратный цикл - аэробный процесс. Объясните, почему он ингибируется в отсутствии кислорода.
В отсутствии кислорода накапливается водород, в результате образуются ФАДН2, НАДН2, они ингибируют 4 реакции в цикле(3,4,6,8), накапливается АДФ, который является ингибитором цикла. 3. 1. Количество оксалоацетата не изменится, тк он синтезируются в последней реакции ЦТК. 2. Он участвует в первой реакции цикла, взаимодействует с ацетилКоА, в рез-те образуется цитрат. Содержание ацетил коА будет уменьшаться, тк он будет взаимодействовать с аксалоацетатом, превращаясь в цитрат. 4. Витамины группы В входят в состав ферментов, которые работают на всех этапах энергетического обмена. Например: В1-дегидролипоилдегидрогеназа, В2-ФАД, В3-КоАSH, В5-НАД, В2-сукцинатдегидрогеназа.
***6. В эксперименте с изолированными митохондриями в качестве окисляемого
субстрата использовали малат. Может ли суспензия митохондрий окислять малат, если
а) в среду добавить ротенон,
б) вместе с ротеноном добавить янтарную кислоту.
1. Не может, тк в цтк превращение малата в щук дает НАДН2, которое в свою очередь идет на 1 комплекс, ротенон блокирует первый комплект,значит дальнейшего окисления не будет. 2. Может, тк ротенон блокирует 1 комплекс, а реакция превращение сукцината в фумарат идет с выделением ФАДН2, который относится ко 2 комплексу дыхательной цепи.
8. Малонат – конкурентный ингибитор сукцината, конкурентное ингибирование обратимо, необходимо добавить субстрат.
***9. На экспериментальных животных изучалось влияние антимицина А и ротенона. Показано, что оба эти вещества токсичны для организма. Зная точки приложения действия антимицина А и ротенона на ферменты электронпереносящей цепи, объясните: а) чем объясняется их токсичность? б) решите, какое из этих 2-х соединений более токсично. Дайте объяснение.
Ротенон –ингибитор дыхательной цепи, блокирует на стадии I комплекса, на участке между флавопротеином и Ko-Q. Антимицин блокирует ДЦ между цитохромами в и с (III комплекс). Ротенон будет более опасен, т.к. произойдет блок I комплекса (NADH- дегидрогеназы). Большое количество протонов водорода не смогут связаться с молекулами кислорода, в связи с чем будет большое количество пироокисленных продуктов.
***10. В физиологических условиях температура тела человека выше температуры окружающей среды (36.6оС против 20оС). Объясните, чем обусловлена эта разница? Какую роль в этом играют митохондрии? Ответ обоснуйте.
В митохондриях вырабатывается АТФ.ЦПЕ выполняет также терморегуляторную функцию. На синтез молекул АТФ расходуется примерно 40-45 %всей энергии электронов, переносимых по ЦПЭ, приблизительно 25% тратится на работу по переносу в-в через мембрану. Остальная часть энергии рассеивается в виде теплоты и используется теплокровными животными на поддержание температуры тела. Кроме того ,дополнительные образование теплоты может происходить при разобщ-ии дыхания и фосфорилирования.
11. 2,4динитрофенол явлразобщителем системы переноса электронов, не происходит связывания воды. Накопление вредных окисленных продуктов.
***13. Как влияет энергетический потенциал клетки (АДФ/АТФ) на скорость цикла трикарбоновых кислот? Ответ обоснуйте. Напишите реакции цикла, чувствительные к изменению энергетического потенциала.
Про ферменты это все дегидрогеназы, так как в их реакции образуется NADH и FADH2, которые участвуют в синтезе атф из адф. Механизм активации: адф это субстрат, а увеличение количества субстрата ускоряет реакцию
***14. Увеличение концентрации АТФ и НАДН2 приводит к уменьшению скорости цикла
трикарбоновых кислот. Активность каких ферментов снижается при увеличении
концентрации АТФ и НАДН2 в клетке? Каков механизм ингибирующего эффекта избытка
АТФ и НАДН2?
изоцитратДГ,альфакетоглутаратДГ,сукцинатДГ,малатДГ. Механизм – регулирование направления реакции.
16. Ротенон является ингибитором первого комплекса дых. цепи, поэтому окисления сукцината не произойдет.
17. Р.О. – отщепление Р нерг, затраченного на фосфорилорование к О2, потраченному в процессе дыхания. =2.
В буром жире находится разобщительный белок –термогенин, который разобщает процессы дыхания и фосфорилирования, вся выделенная энергия рассеив.в виде тепла, атф синтезируется мало. Значит, атф будет меньше чем в обычной жировой ткани. Физиолог. Ф. активное выделение тепла.
18. Тироксин разобщитель дыхательной цепи, он не дает связать О2 и Н2, приходятся расщеплять жир как метаболит воды. Такие симптомы наблюдаются при болезни Грейвса или базедовой болезни.
***20. Человек страдает от бессонницы. Обратившись к врачу, он получил соответствующие рекомендации. В частности, врач назначил прием на ночь небольших доз аминобарбитала. Больной длительное время принимал этот препарат, в результате чего у него появилась быстрая утомляемость, резкая мышечная слабость. Объясните причины и механизм возникших осложнений.
Амитал –ингибитор, относящийся к барбитуратам,ингибирует 1 комплекс. Замедляет синтез АТФ, поэтому больному не хватает энергии, появляется усталость.
22. Малат будет окисляться, АДф будет уменьшаться, следовательно атф будет увеличиваться. Скорость дыхания возрастет. При инкубации они будут сокращаться. Малат → оксалоацетат. Восстанавливается НАД → полная цепь переноса электронов → 3 молекулы АТФ. Фермент: малатдегидрогеназа.