1.Обратимые - это соединения, которые нековалентно взаимодействуют с ферментом, при этом образуется комплекс, способный к диссоциации.
2.Необратимые - это соединения, которые могут специфически связывать определенные функциональные группы активного центра фермента. Они образуют с ним прочные КОВАЛЕНТНЫЕ связи, поэтому такой комплекс трудно разрушить.
ВИДЫ ИНГИБИРОВАНИЯ. По механизму действия выделяют следующие виды ИНГИБИРОВАНИЯ:
1. КОНКУРЕНТНОЕ ИНГИБИРОВАНИЕ - это торможение ферментативной реакции, вызванное связыванием с активным центром фермента ингибитора, который по своей структуре близок к структуре субстрата. При этом и субстрат, и ингибитор могут взаимодействовать с ферментом, но они будут конкурировать за активный центр фермента, и связываться будет то вещество, которого больше.
ПРИМЕР: СУКЦИНАТДЕГИДРОГЕНАЗНАЯ реакция.
Конкурентным ингибитором данной реакции является МАЛОНОВАЯ кислота, поэтому с активным центром фермента связывается и та, и другая кислота, в зависимости от их соотношения в растворе. Чтобы снять частично или полностью действие конкурентного ингибитора, нужно повысить концентрацию субстрата. При этом весь фермент будет находиться в форме фермент-субстратного комплекса, а доля комплекса фермент-ингибитор будет резко понижаться, поэтому скорость ферментативной реакции может быть максимальной даже в присутствии ингибитора. Многие лекарственные препараты действуют по типу конкурентного ингибитора. При этом они тормозят активность ряда ферментов, необходимых для функционирования бактериальных клеток. Примером является применение СУЛЬФАНИЛА (СА). При различных инфекционных заболеваниях, которые вызываются бактериями, применяются СА препараты. Эти препараты имеют структурное сходство с ПАРААМИНОБЕНЗОЙНОЙ кислотой, которая используется бактериями для синтеза ФОЛИЕВОЙ кислоты, необходимой для роста и размножения бактерий.
Введение СА приводит к ИНГИБИРОВАНИЮ фермента бактерий, которые синтезируют ФОЛИЕВУЮ кислоту. Нарушение синтеза этой кислоты проводит к нарушению роста микроорганизмов и их гибели.
По принципу конкурентных ингибиторов действует целая группа различных препаратов -это АНТИХОЛИНЭСТЕРАЗЫ. Они являются конкурентными ингибиторами фермента
ХОЛИНЭСТЕРАЗЫ, катализирующего ГИДРОЛИЗ АЦЕТИЛХОЛИНА. АЦЕТИЛХОЛИН обеспечивает проведение нервного импульса. АНТИХОЛИНЭСТЕРАЗЫ конкурируют с АЦЕТИЛХОЛИНОМ за активный центр фермента ХОЛИНЭСТЕРАЗЫ. В результате этого распад АЦЕТИЛХОЛИНА тормозится, он накапливается в организме, вызывая нарушение проведения нервного импульса.
2.НЕКОНКУРЕНТНОЕ ИНГИБИРОВАНИЕ - это торможение ферментативной реакции, вызванное влиянием ингибитора на каталитическое превращение субстрата. При этом ингибитор не влияет на связывание фермента с субстратом. Неконкурентный ингибитор может связываться либо с каталитическими группами активного центра фермента, либо вне активного центра фермента, но при этом он изменяет КОНФОРМАЦИЮ фермента и затрагивает каталитический участок его активного центра. При неконкурентном ИНГИБИРОВАНИИ, возможно образование тройного комплекса.
В качестве неконкурентного ингибитора выступают ЦИАНИДЫ. Они прочно связываются с ионами железа, которые входят в состав каталитического ГЕМИНОВОГО фермента -ЦИТОХРОМОКСИДАЗЫ. Этот фермент является одним из компонентов дыхательной цепи. Блокирование дыхательной цепи выключает её из работы, что приводит к мгновенной гибели организме. Примером неконкурентного ингибитора являются соли тяжёлых металлов. Они блокируют -SH группы, которые входят в каталитический участок фермента. При этом образуется F-I комплекс. Он способен присоединять субстрат, но дальнейшего превращения субстрата не происходит, т.к. каталитические группы фермента заблокированы. Реакция непродуктивна. Снять действие неконкурентного ингибитора очень сложно, т.к. ионы металлов очень прочно связываются с активным центром фермента. Действие этого ингибитора можно снять только с помощью специальных веществ - РЕАКТИВАТОРОВ.
3.СУБСТРАТНОЕ ИНГИБИРОВАНИЕ - это торможение ферментативной реакции, вызванное избытком субстрата. При этом образуется F-S комплекс, но он не подвергается каталитическим превращениям, т.к. делает молекулу фермента неактивной. Действие субстратного ингибитора снимается путём уменьшения концентрации субстрата.
4.АЛЛОСТЕРИЧЕСКОЕ ИНГИБИРОВАНИЕ характерно для ферментов, имеющих четвертичную структуру, молекула которых состоит из нескольких единиц (ПРОТОМЕРОВ). АЛЛОСТЕРИЧЕСКИЕ ферменты могут иметь 2 и более единиц. При этом одна имеет каталитический центр и называется каталитической, а другая - АЛЛОСТЕРИЧЕСКИЙ центр и называется регуляторной. В отсутствии АЛЛОСТЕРИЧЕСКОГО ИНГИБИТОРА субстрат присоединяется к каталитическому центру, и идёт обычная каталитическая реакция. При появлении АЛЛОСТЕРИЧЕСКОГО ИНГИБИТОРА, он присоединяется к регуляторной единице, т.е. к АЛЛОСТЕРИЧЕСКОМУ центру, и изменяет КОНФОРМАЦИЮ центра фермента, в результате этого активность фермента снижается.
АКТИВАТОРЫ ФЕРМЕНТОВ.
Это вещества, повышающие скорость ферментативной реакции. Выделяют несколько групп активаторов:
1. Соляная кислота - активатор пепсина. Желчные кислоты - активаторы ЛИПАЗЫ.
2. Ионы различных металлов
Некоторые ферменты для проявления ферментативной активности требуют присутствия ионов нескольких металлов. Ионы металлов в разных случаях могут быть или донорами, или акцепторами электронов. Некоторые ионы металлов способны присоединять субстрат к активному центру фермента, т.е. способствуют образованию F-S комплекса.
3. Активация некоторых ферментов осуществляется путём частичного ПРОТЕОЛИЗА. Эти ферменты действуют в основном в ЖКТ. Они вырабатываются в неактивной форме, а именно, в форме ПРОФЕРМЕНТА. Активация таких ферментов происходит путём разрыва одной или нескольких ПЕПТИДНЫХ связей.
Из оставшейся части, после отнятия ГЕКСАПЕПТИДА, формируется новый фермент, отличающийся по ПРОСТРАНСТВЕННОЙ КОНФИГУРАЦИИ от неактивного ТРИПСИНОГЕНА, а также формой активного центра ТРИПСИНА.
4. АЛЛОСТЕРИЧЕСКАЯ АКТИВАЦИЯ ферментов характерна для АЛЛОСТЕРИЧЕСКИХ ферментов. Активатор присоединяется к АЛЛОСТЕРИЧЕСКОМУ центру и влияет на КОНФОРМАЦИЮ активного центра фермента, делает её КОМПЛЕМЕНТАРНОЙ молекуле субстрата.
ПОНЯТИЕ ОБ ИЗОФЕРМЕНТАХ.
ИЗОФЕРМЕНТЫ - это семейство или группа ферментов, катализирующих одну реакцию, но различающихся по некоторым физико-химическим свойствам:
по А К составу;
по последовательности АК;
по молекулярной массе;
по электрофоретической подвижности;
по способам регуляции.
ИЗОФЕРМЕНТЫ называют ещё молекулярными формами фермента, причём физико-химические различия в их формах возникли, вследствие генетического различия в первичной структуре белка. Множественные формы ферментов - это модификации одного фермента, у которого различия в физико-химических свойствах возникли не вследствие генетических причин, а вследствие каких-то внешних воздействий.
ЛДГ (ЛАКТАТДЕГИДРОГЕНАЗА) имеет 5 ИЗОФОРМ, каждая из которых является ТЕТРОМЕРОМ - состоит из 4 СУБЪЕДИНИЦ Н и М типов.
ИЗОФЕРМЕНТЫ отличаются строгой органной специфичностью. В миокарде, почках наиболее активна ЛДГ-1, ЛДГ-2. Для печени и мышц наиболее активны ЛДГ-4, ЛДГ-5. Определение активности ИЗОФЕРМЕНТОВ имеет диагностическое значение. При патологии печени в сыворотке крови резко возрастает активность ЛДГ-4, ЛДГ-5.
Лекция № 6.
ФЕРМЕНТЫ (продолжение).
1. КЛАСИФИКАЦИЯ ФЕРМЕНТОВ.
2. НОМЕНКЛАТУРА ФЕРМЕНТОВ.
3. ФЕРМЕНТЫ ВМЕДИЦИНЕ.
КЛАССИФИКАЦИЯ ФЕРМЕНТОВ.
Всего насчитывается 1800 ферментов, из них в чистом виде выделено 150. В 1961 г. в Москве состоялась международная комиссия по классификации и номенклатуре ферментов.
Согласно её работе, все ферменты были разделены на 6 классов, каждый из которых указывает тип каталитической реакции.
1. ОКСИДОРЕДУКТАЗЫ.
2. ТРАНСФЕРАЗЫ.
3. ГИДРОЛАЗЫ.
4. ЛИАЗЫ.
5. ИЗОМЕРАЗЫ.
6. ЛИГАЗЫ.
Каждый класс делится на подклассы. Они уточняют действие ферментов и указывают на химическую природу группы, которую атакует фермент. Подклассы делятся на ПОДПОДКЛАССЫ, которые ещё более конкретизируют действие ферментов, указывают на связь в молекуле субстрата, которая подвергается действию фермента. ПОДПОДКЛАСС может указывать на химическую природу акцептора.
1 .ОКСИДОРЕДУКТАЗЫ.
Ферменты этого класса участвуют в ОВР (окислительно-восстановительные реакции), т.е. в реакциях транспорта электронов и протонов. Это наиболее многочисленный класс ферментов: насчитывается более 400 ОКСИДОРЕДУКТАЗ. Здесь выделяют 17 подклассов.
1.АЭРОБНЫЕ ДЕГИДРОГЕНАЗЫ.
Они участвуют в реакциях ДЕГИДРИРОВАНИЯ, при этом они отнимают атомы Н2 от окисленного субстрата и транспортируют их на О2.
Некоторые АЭРОБНЫЕ ДЕГИДРОГЕНАЗЫ называют ОКСИДАЗАМИ. Например, ОКСИДАЗЫ АК.
2.АНАЭРОБНЫЕ ДГ.
Эти ферменты также участвуют в реакциях ДЕГИДРИРОВАНИЯ, т.е. отнятия Н2 от окисляемого субстрата и транспортировка его на любой др. субстрат, кроме О2.
3.ПЕРОКСИДАЗЫ.
Это группа ферментов, которые отнимают Н2 от окисляемого субстрата и транспортируют его на ПЕРОКСИД.
КАТАЛАЗА катализирует разложение Н2О2 до Н2О и молекулярного О2
4.ЦИТОХРОМЫ.
Они содержат в своем составе ГЕМ а следовательно ионы железа, степень окисления которого может изменяться. ЦИТОХРОМЫ участвуют в транспорте только электронов.
2.ТРАНСФЕРАЗЫ.
Ферменты этого класса участвуют в транспорте атомных групп от одного субстрата к другому. Субстрат, от которого группа отнимается, является донором, а субстрат, который её принимает, является акцептором. В зависимости от переносимых групп, ТРАНСФЕРАЗЫ делятся на несколько подклассов:
1.АМИНОТРАНСФЕРАЗЫ. Они участвуют в реакциях ПЕРЕАМИНИРОВАНИЯ.
АСАТ - АСПАРАГИНОВАЯ АМИНОТРАНСФЕРАЗА.
2.МЕТИЛТРАНСФЕРАЗЫ (СНЗ группы).
3.ФОСФОТРАНСФЕРАЗЫ (ФОСФАТНЫЕ группировки).
4.АЦИЛТРАНСФЕРАЗЫ (кислотные остатки).
3.ГИДРОЛАЗЫ.
Ферменты этого класса участвуют в реакциях разрыва связей в молекулах субстратов при участии воды. При этом элементы воды присоединяются к свободным единичным валентностям, образовавшимся после разрыва связей. Т.о. сложные органические соединения распадаются на простые - каталитические реакции гидролиза. В зависимости от разрушаемых связей, различают следующие подгруппы ГИДРОЛАЗ.
1.ЭСТЕР АЗЫ действуют на СЛОЖНО-ЭФИРНЫЕ связи. К ним относятся ЛИПАЗЫ, ФОСФОЛИПАЗЫ, ХОЛЕСТЕРАЗЫ.
2.ГЛИКОЗИДАЗЫ - действует на ГЛИКОЗИДНУЮ связь, находящуюся в сложных углеводах. К ним относятся АМИЛАЗА, САХАРАЗА, МАЛЬТАЗА, ГЛИКОЗИДАЗЫ, ЛАКТАЗА.
3.ПЕПТИДАЗЫ участвуют в разрыве ПЕПТИДНЫХ связей в белках. К ним относятся ПЕПСИН, ХИМОТРИПСИН, АМИНОПЕПТИДАЗА, КАРБОКСИПЕПТИДАЗА и т.д.
4.ЛИАЗЫ.
1 .ДЕКАРБОКСИЛАЗЫ участвуют в реакциях ДЕКАРБКСИЛИРОВАНИЯ.
2.Ферменты, участвующие в разрыве связей между атомами углеводов не ГИДРОЛИТИЧЕСКИМ путём без участия воды. К ним относится АЛЬДОЛАЗА.
3.Ферменты, участвующие в реакциях ГИДРАТАЦИИ и ДЕГИДРАТАЦИИ.
5.ИЗОМЕРАЗЫ.
Ферменты этого класса участвуют в ИЗОМЕРИЧЕСКИХ превращениях. При этом один структурный изомер может превращаться в другой, за счёт внутри молекулярной перегруппировки атомов.
6.ЛИГАЗЫ.
Ферменты этого класса участвуют в реакциях соединения двух и более простых веществ с образованием нового вещества. Эти реакции требуют затрат энергии извне в виде АТФ.
НОМЕНКЛАТУРА ФЕРМЕНТОВ.
1.Тривиальная номенклатура. ПРИМЕР: пепсин, трипсин.
2.Рабочая номенклатура:
название S + тип превращения + окончание «аза».
ПРИМЕР: ЛАКТАТДЕГИДРОГЕНАЗА.
3.Систематическая номенклатура.
Название всех S, + тип каталитического + окончание «аза» участвующих в реакции превращения
ЕДИНИЦЫ АКТИВНОСТИ ФЕРМЕНТОВ. Мерой активности фермента могут быть скорость превращения субстрата и концентрация образующегося продукта реакции. Согласно современной классификации по системе СИ, единицей активности является КАТАЛ. КАТАЛ - это количество фермента, которое способно осуществить превращение 1 молекулы субстрата в 1 секунду при стандартных условиях.
ФЕРМЕНТЫ В МЕДИЦИНЕ.
Основное направление медицинской ЭНЗИМОЛОГИИ:
1.ЭНЗИМОПАТОЛОГИЯ (патологическое состояние, связанное с полным отсутствием фермента в организме).
2.ЭНЗИМОДИАГНОСТИКА (определение активности ферментов в диагностических целях). 3.ЭНЗИМОТЕРАПИЯ (использование ферментов в лечебных целях).
Лекция № 7.
Основной путь катаболизма (ОПК).
1 .ПОНЯТИЕ ОБ ОБМЕНЕ ВЕЩЕСТВ.
2.ЭТАПЫ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ.
3.ОПК, ЦИКЛ ТРИКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ (ЦТК).
ПОНЯТИЕ ОБ ОБМЕНЕ ВЕЩЕСТВ.
Обмен веществ - необходимое условие жизни, но он протекает и вне живой природы. Обмен веществ всегда связан с обменом энергии. Системы, обменивающиеся с окружающей средой веществом и энергией, называются открытыми (живой организм). Закрытые системы обмениваются только энергией. В соответствии со 2 законом термодинамики, открытые системы являются более устойчивыми. Отличительной особенностью обмена веществ в живой природе от обмена веществ в неживой системе является способность образовывать дочерние структуры из поступивших веществ.
Обмен веществ - это процессы взаимоотношения организма с внешней средой, представляющие совокупность химических реакций, которым подвергаются различные вещества с момента их поступления в организм до момента их выделения в виде конечных продуктов. Основные компоненты живых систем - белки, жиры, углеводы. В организм человека должно поступать: Белков - 100 г. в сутки, Жиров - 100 г. в сутки, Углеводов - 400 г. в сутки.
За сутки при обмене этих веществ образуется 2000-3000 ккал энергии.
ЭТАПЫ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ.
1.Поступление веществ из внешней среды посредством питания и дыхания.
2.Превращение веществ в организме - МЕЖУТОЧНЫЙ обмен
3.Выделение конечных продуктов.
Распад БЖУ до ПИРУВАТА идёт индивидуально для каждой группы органических соединений и носит название специфического пути катаболизма. С образованием ПИРУВАТА начинается общий путь катаболизма, идентичный для обмена всех питательных веществ.
ЦИКЛ ТРИКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ. ОПК можно разделить на несколько стадий:
1.Превращение ПВК в АЦЕТИЛ-КОА.
2.Распад АЦЕТИЛ-КОА в ЦТК (образование СО2).
3.Образование воды как конечного продукта в ЦПЭ— цикле пере носа электронов. ПРЕВРАЩЕНИЕ ПИРУВАТА В АЦЕТИЛ-КОА.
ПИРУВАТ подвергается реакции ОКИСЛИТЕЛЬНОГО ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЯ. Этот процесс катализируется комплексом ферментов - ПИРУВАТДЕКАРБОКСИЛАЗНЫМ комплексом (ПДК), с участием в процессе 5 КОФЕРМЕНТОВ:
1 .ДЕКАРБОКСИЛАЗЫ (включают КОФЕРМЕНТ - ТДФ).
2.АЦЕТИЛТРАНСФЕРАЗЫ (включают КОФЕРМЕНТ - ЛК, HSK.OA).
3.ДЕГИДРОГЕНАЗЫ (включают КОФЕРМЕНТ - НАД, ФАД, ЛК). ЦТК (цитратный цикл, цикл КРЕБСА).
В цикле КРЕБСА АЦЕТИЛ-КОА распадается до СО2 с образованием восстановленных КОФЕРМЕНТОВ - НАДН
АТФ в реакции не участвует, а используется энергия макроэргической связи АЦЕТИЛ-КОА ЦИТРИЛ-КОА не устойчив и очень быстро распадается под влиянием воды.
Лимонная кислота далее превращается в свой изомер (ИЗОЦИТРАТ) под влиянием фермента АКОНИТАЗЫ.
ИЗОЦИТРАТ подвергается далее ДЕГИДРИРОВАНИЮ под влиянием фермента -ИЗОЦИТРАТДЕГИДРОГЕНАЗЫ.
ЩЯВЕЛЕВО-ЯНТАРНАЯ К-ТА подвергается ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЮ достаточно легко и не требует участия дополнительных ферментов - ПРЯМОЕ ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЕ.
-КГК подвергается реакции ОКИСЛИТЕЛЬНОГО ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЯ, катализируемой комплексом ферментов (КЕТОГЛУТАРАТДЕГИДРОГЕНАЗНЫЙ комплекс), включающий 3 фермента и 5 КОФЕРМЕНТОВ.
СУКЦИНИЛ-КОА подвергается реакции субстратного ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ.
ГТФ + АДФ = ГДФ + АТФ
Т.о. происходит распад АЦЕТИЛ-КОА до СО2 и восстановленного HSKOA.
ФУНКЦИИ ЦТК.
1 .Катаболическая - распад АЦЕТИЛА.
2.Анаболическая. Компоненты ЦТК могут использоваться для синтеза др. соединений
ЩУК - синтез АСП, МАЛAT - синтез глюкозы и т.д.
3.Интегративная. Взаимосвязь обмена БЖУ.
4.Энергетическая. Образование 1 молекулы АТФ. Если ЦТК работает вместе с дыхательной цепью, то образуется ещё 1 молекул АТФ.
5.ВОДОРОДГЕНЕРИРУЮЩАЯ - в результате ЦТК образуется 3 молекулы НАДН2 и 1 молекула ФАДН2, т.е. 4 пары молекул водорода. Они транспортируются в ЦТЭ.
Лекция № 8.
Образование воды как конечного продукта биологического окисления.
1.ИСТОРИЯ УЧЕНИЯ О БИОЛОГИЧЕСКОМ ОКИСЛЕНИИ.
2.СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О БИОЛОГИЧЕСКОМ ОКИСЛЕНИИ.
3.КОМПОНЕНТЫ ДЫХАТЕЛЬНОЙ ЦЕПИ.
4.ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ. ИСТОРИЯ УЧЕНИЯ О БИОЛОГИЧЕСКОМ ОКИСЛЕНИИ.
Первые представления о биологическом окислении были высказаны ЛАВУАЗЬЕ, который говорил, что биологическое окисление - медленное горение. С химической точки зрения, горение - это взаимодействие углерода с кислородом с образованием СО2. Но в организме образование СО2 идёт путём ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЯ, а биологическое окисление протекает при низкой температуре, не путём образования СО2, в присутствии воды и без образования пламени. Исходя из этого, были выдвинуты следующие настоящие представления о биологическом окислении в начале 20 в.:
1.Теория «активации» кислорода академика БАХА. Ведущей ролью в процессе биологического окисления он представлял образование ПЕРОКСИДОВ.
Эти взгляды поддержали ботаники, т.к. в растениях много ПЕРOКСИДАЗ, а учёные, изучающие животные ткани, не поддержали эти взгляды, т.к. в них не обнаруживаются ПЕРОКСИДАЗЫ.
2.Теория активирования водорода академика ПАЛЛАДИНА. Он исходил из того, что в животных тканях много фермента - ДГ.
Конечным продуктом биологического окисления является вода. Взгляды БАХА и ПАЛЛАДИНА трансформировали. В настоящее время считается, что в биологическом окислении принимают участие ДГ и ОКСИДАЗЫ.
СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О БИОЛОГИЧЕСКОМ ОКИСЛЕНИИ.
1. Биологическое окисление, как и окисление вообще, есть процесс переноса электронов. То вещество, что отдаёт электроны, окисляется, то, что принимает, восстанавливается. Если акцептором электронов является кислород, то такой процесс называется ТКАНЕВЫМ ДЫХАНИЕМ. Биологическое окисление предполагает ДЕГИДРИРОВАНИЕ с образованием воды.
Если водород взаимодействует с кислородом с образованием воды вне организма, то это сопровождается взрывом.
2. Биологическое окисление - это процесс многоступенчатый - многоступенчатая передача электронов с постепенным выделением энергии, что исключает взрыв.
3. Биологическое окисление - это процесс, требующий много ферментов. Т.о. биологическое окисление - это многоступенчатый процесс транспорта электронов, осуществляемый комплексов ферментов. Этот комплекс ферментов называется ЭЛЕКТРОН-ТРАНСПОРТНОЙ ЦЕПЬЮ (ЭТЦ), или ЦЕПЬЮ ПЕРЕНОСА ЭЛЕКТРОНОВ (ЦПЭ), или дыхательной цепью. ЭТЦ - это своеобразный КОНВЕЕР по переносу электронов и протонов от субстрата к кислороду.
КОМПОНЕНТЫ ДЫХАТЕЛЬНОЙ ЦЕПИ.
1 .НИКОТИНЗАВИСИМЫЕ ДГ, т.е. содержащие КОФЕРМЁНТЫ - НАД, НАДФ 2.ФЛАВИНЗАВИСИМЫЕ ДГ, т.е. содержащие КОФЕРМЁНТЫ - ФМН, ФАД.
З.УБИХИНОН (Ko-Q).
4.ЦИТОХРОМЫ: в, с, c1., а, а3.
Почти все эти компоненты, за исключением первого, встроены во внутреннюю мембрану МИТОХОНДРИЙ. В печени таких дыхательных цепей до 5000, а в сердце - до 20000.
СТРОЕНИЕ КОМПОНЕНТОВ ДЫХАТЕЛЬНОЙ ЦЕПИ.
1 .В НАД и НАДФ рабочей частью является витамин РР - НИКОТИНАМИД.
НАД*2Н + 2е = НАДН+Н
2.В ФАД и ФМН рабочей частью является ФЛАВИИ (компонент витамина В2)
ФАД + 2Н + 2е = ФАДН2
3.УБИХИНОН легко переходит в восстановленную форму KOQ +2Н +2е =KOQ*H2
4.ЦИТОХРОМЫ - это ГЕТЕРОПРОТЕИНЫ. Их белковой частью является ГЕМ, структура которого представляет собой 4 ПИРРОЛЬНЫХ кольца и атом железа, который легко меняет валентность. Также могут включать медь.
ФЕРМЕНТЫ ДЫХАТЕЛЬНОЙ ЦЕПИ.
1 .ДГ субстратов находятся в цитоплазме клетки, могут быть в МАТРИКСЕ МИТОХОНДРИЙ.
2.НАДН-ДГ(ФМН).
3.KOQ
4.Q*H2 - ДГ (ЦИТОХРОМЫ в, с 1).
5.ЦИТОХРОМ с.
6.ЦИТОХРОМОКСИДАЗА участвует в передаче электронов на кислород (включает ЦИТОХРОМЫ а, а3).
ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ДЫХАТЕЛЬНОЙ ЦЕПИ.
Полная ЭТЦ - взаимодействие субстрата с НАД. Укороченная ЭТЦ - взаимодействие субстрата с ФАД и последующий транспорт электронов и протонов сразу на КОФЕРМЕНТ Q,
Порядок компонентов дыхательной цепи обусловлен величиной их red-ox потенциалов. Он изменяется от -0,32В до +0,81В
-0,32 характерно для НАДН2
+0,81 характерно для О2.
ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ФОСФОРИЛИИАНИЕ.
В дыхательной цепи создаются условия для синтеза АТФ, т.е. выделяется достаточное количество энергии. Процесс образования АТФ из АДФ и Н3РО4 за счёт энергии переноса электронов дыхательной цепи называется ОКИСЛИТЕЛЬНЫМ ФОСФОРИЛИРОВАНИЕМ.
СУБСТРАТНОЕ ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ - это процесс образования АТФ из АДФ и Н3РО4 за счёт энергии распада какого-либо субстрата. В дыхательной цепи выделяются 3 пункта, где может образоваться АТФ:
1.НАД KOQ
2.ЦИТ. в. ЦИТ. с
З.ЦИТ. а. ЦИТ. A3
НАДН2 — 3 АТФ
ФАДН2 — 2 АТФ
Процесс освобождения АТФ с транспортом электронов в дыхательной цепи называется
СОПРЯЖЕНИЕМ ОКИСЛЕНИЯ И ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ. Но может быть разобщение
ОКИСЛИТЕЛЬНОГО ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ (свободное окисление), т.е. окисление идёт, а
ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ нет, вся энергия выделяется в виде тепла. Это обуславливает
ПИРОГЕННЫЙ эффект ряда лекарственных веществ.
Лекция № 9. Биологическое окисление (продолжение).