37. Современные представления о механизмах действия ферментов. Мультиферментные комплексы на примере структуры синтазы жирных кислот.

Скорость ферментативной реакции зависит от концентрации субстрата [S] и количества присутствующего фермента. Эти величины определяют, сколько молекул фермента соединится с субстратом, и именно от содержания фермент-субстратного комплекса зависит скорость реакции, катализируемой данным ферментом. Каждый фермент имеет один или несколько активных центров, с которыми и связывается субстрат. Эти центры высокоспецифичны, т.е. «узнают» только «свой» субстрат или близкородственные соединения. Активный центр формируют особые химические группы в молекуле фермента, ориентированные друг относительно друга определенным образом. Происходящая так легко потеря ферментативной активности связана именно с изменением взаимной ориентации этих групп. Молекула субстрата, связанного с ферментом, претерпевает изменения, в результате которых разрываются одни и образуются другие химические связи. Чтобы этот процесс произошел, необходима энергия; роль фермента состоит в снижении энергетического барьера, который нужно преодолеть субстрату для превращения в продукт. Особую гр. Ф. сост.мультиферм-е системы в сост. к-х входят не субъединицы, а разные Ф., катализ-е опр. послед-ые ступени превращ. какого-либо субст. Проч-ть ассоциации Ф. и опр. после-ть прохождения промежут. стадий во времени. обусл. порядком располож. каталит. акт. белков в пр-ве. Синтаза жирных кислот сост. из 6 Ф., связ-х с ацилпереносящим белком (АПБ). Этот белок относительно термостабилен. имеет 2 свободные SH-гр. (цистеина и фосфопатетеинового ост-ка, присоед к ОН-гр. серин), вовлекается в пр-сс синтеза высших жир. к-т практич. на всех этапах. Вып. роль КоА.

38. Зависимость скорости ферментативных реакций от факторов окружающей среды. опр. изм. кол-ва субстрата или прод. р-ции за ед. времени. Зав. от конц. субст, ферм., кофактора, прод. р-ции, от рН обусл. влиянием на ионизацию функ. гр. в акт. центре ферм., функ. гр. субст. При значит откл рН от опт. знач. фермент. акт. утрач. из-за денатур.от температуры - с ростом t увелич. ск-ть р-ции, т.к. увелич. ск-ть достижения перех. сост. субстр., с повыш t увелич вероятн. денатур. ферм. и разруш. струк. акт. центра. При увелич. конц. ферм. ск-ть р-ции увелич. линейно. При пост. конц. ферм. скорость р-ции при увелич. кол-ва субст. увелич. гиперболически. Конст. Михаэлиса числнно равна той конц. субстрата. прикоторой скорость р-ции сост. половине максимальной. Кm - хар-ка каталит. акт-ти фермента. Уравнение Михаэлиса-Ментен: V= Vmax [S]/ Km+[S]. Чем меньше Km. тем выше акт-ть Ф. При низкой конц. субст. ск-ть ферм. р-ции опр. частотой столкновения молек. субст. и Ф. при полном насыщ. субстратом молек. Ф., дальнейшее увелич. конц. субст. не выз. повыш. ск-ти р-ции. Предст гиперб. зав-ти в обрат. коорд. преобр ее в прямую и дает возм.точного опред. макс. ск-ти р-ции и Km. - координаты Лайнуивера-Бэрка. Km может служить мерой сродства субст. к Ф.

39. Специфичность действия ферментов. Классификация и номенклатура ферментов. Изоферменты. Ф. обладают реакционной и субстр. специф.Катал. опр. тип каталитич. превращ. одного или неск. субст. по одному из возм. путей превращ. Субст. спец. - спос-ть 1 Ф. взаимод только с опр субст. Разл. абсолютную(ферм. 1 акт.ц.. комплим. 1 субст., аргиназа) группов.(спос. катал. однотип. р-ции, с неб. кол-вом струк. схожих субст, гексокиназа), стереоспециф.(катал. превр. 1 из 2 стереоизом.), двойств.(взаимод с отлич. по струк субст. - ксантинооксидаза. ок. ксантин и альдегиды). Субст. спец. обесп. ступенч. Необх. также электростатич. соотв, обусл. спариванием противоп. заряж. гр. субст. и акт.ц. Ф.Классификация ферментовОксиредуктазы катализ. ок-восст. р-ции путем переноса эл. или Н с одного субст. на другой. В кач. акцептора эл. исп НАД, НАДФ, ФАД, ФМН, гем, ионы металлов. Дегидрогеназы, оксидазы, гидроксилазы, Трансферазы катал. перенос функ. гр. с одного субст. на др. Аминотрансферазы. сульфотр-зы, фосфокиназы, гликозилтрансферазы. Коферм. м.б. коэнзим А, ТГФК, пиридоксальфосфат, биотин, нуклеозиддифосфаты, метилкобаламин.Гидролазы гидролизируют слож. хим. струк. до низкомолек. в-в, необх в пр-се перевар. пищи. Лиазы расщ. или обр. 2ые связи, без уч-я окисления или гидролиза, отщ от субстр. опр гр. при этом выд СО2, Н2О, NН3, Н2S. Коферм. м.б. пиридоксальфосат, ТДФ.Изомеразы катал. внутримолек. превращ. Коферм. пиридоксальфосфат, дезоксиаденилкобаламин, НАД. взаимопревращ. альдоз и кетоз, перемещ. двойных связей внутри молек. Внутремолек. перенос гр. осущ. мутазы.Лигазы (синтетазы) соед. 2 молек. за счет разрыва макроэргич. связей. (в АТФ и др. нуклеозидфосфатах), или синтазы (в др. макроэрг. св.)Изоферменты - ферм. катализ. одну и ту же р цию и облад. одинак. субст. специф., но различ. каталитич. актив-ю, усл. активации, физ-хим св-вами. Вып. роль регул. метаболич. путей.ЛДГ предст в различ. органах рядом изоферм. . сост. из 4 типов субъед 2 типов М и Н. Катал. р-цию обр. лактата из пвк. ЛДГ1 - 4Н - эритр, лейкоциты. миок, почкиЛДГ2 - 3Н1М - эритр, лейкоциты. миок, почкиЛДГ3 - 2Н2М - лимф. тк., тромбоц, опухолиЛДГ4 - 1Н3М - печень. скел. м-цы. неопластич. тк.ЛДГ5 - 4М - печень. скел. м-цы. неопластич. тк.

42. Регуляция активности ферментов. Различные способы активации и ингибирования ферментов. Аллостерическая контроль за ск-ью протекания отдельных метаболич. про-в в орг-ме за счёт изм. акт-ти регуляторных (аллостерич.) Ф. Направ. на наиболее экономич. исп-е материал. и энергетич. ресурсов клетки. Аллост. ферм. - олигомер. белки, у к-х кроме уч-ка связ-я субст., есть уч-к связ. др. соед. - аллост центр. Аллост. ингиб. уменьш. ск-ть реакции или сродство Ф. к субст. аллост. акт-ры увелич. сродство субст. к ферм. Аллостерич. р-ции не подч. уравн. Михаэлиса-Ментен. Аллост. ферм. - олигомер. белки, сост. из неск. протомеров или им. доменное стр-е. Им. аллостерич. ц., простр. удал. от каталитич. акт. ц., эффекторы присоед. к Ф. нековал. в регуляторных ц. Аллост. ц. могут прояв. различ. специф. по отнош. к лигандам. Регул. аллост. ф. обратима. Фосфолир./дефосфорилирование ковал. модифик. аминок-т ост., фосф-е осущ протеинкиназами., а дефосф-е - фосфопротеинфосфатазами. Присоед. ост. фосф. к-ты прив. к изм. конформ. акт. ц. и его каталит. акт-ти. Ферм. может как акт-ся, или станов. менее акт. Изм-е обратимо. Акт-ть протеинкиназ и фосф-з регул гормонами. Частич. протеолиз - некот. ферм. синт. в виде неакт. предш. и акт-ся в рез-те гидролиза 1 или неск. опр. пепетид св. Вост. ч. белк. молек. происх. конформац. перестр. и формир. акт. ц. ферм.Ингибирование ферментативной акт-ти Обратимое инг-ры связ. нековал. связями. Конкурентное ингиб. - обратимое сниж. ск-ти ферм. р-ции. выз инг-ром. связ. с акт. ц. ферм. и препят. обр-ю фермент-субстрат. комплекса. С Ф.. взаимод. не субст., а ингибитор. Повыш. Km для данного субст. Неконкур. - ингиб. взаимод. с Ф. в уч-ке, отл. от акт. ц. Не явл. струк. аналогами субст. Может связ. с ферм. или ферм-субстр. компл., обр. неакт. компл. Происх. изм. конф. молек. Ф. и наруш взаимод. субс. с акт.ц. Ф.Необратимое обр. ковал. св. между молек ингиб. и Ф. ионы тяж. мет.. блокир. сульфгидрильные гр. акт. ц.Энзимопатии - нарушение функционирования ферментов в кл. Наслед. и приобрет. Наслед. по аутосомно-рецессивному типу. Наруш. обр-я конеч. продуктов,недост. конеч. продукта этого метаб. пути прив. к развитию клинич. симпт.. хар. для заб. Альбинизм - недост. синт. ферм. тирозингидроксилазы, катал. метаболич. путь обр-я меланинов. Накомпление субстратов предшест, алкаптонурия - нарушение окисления гомогентизиновой кислоты в тк.. из-за недостат. диоксигеназы гомогентизата. Гомогентизат - промежут. метаболит катаболизма тирозина. Нарушение образования конеч. прод. и накопл. субст. предш. б-нь Гирке набл. гипогликемия вслед. дефекта гл-6-фосфатазы. Накапл. неисп. гликоген.Токсические энзимопатии: возн. в рез-те дейст. на ферментные сист. различ. токсинов, например, фторуксусная к-та, блокирует действие аконитаз цикла Кребса в рез-те наруш-ся энергетич. обмен.Алиментарные энз-тии: возн.,когда в орг-м не поступают комп. необход. для обр-я Ф.: недостат. поступление белка и незаменимых аминок-т, недостаточное поступление витаминов. кот-е в дальнейшем становятся кофакторами Ф., и могут возникать такие патологии как пеллагра, цинга, макроцитарная анемия, болезнь бери-бери. недостаточное поступление минеральных веществ: - никель необходим для оргиназы, которая расщепляет аргини -мочевина и орнитин., молибден- необходим для действия ксантин -оксидазы, медь - для активации тирзиназы.энзимопатии связ-е с наруш. нейрогуморальной регуляции синтеза и действия Ф.энзимопатии в основе которых лежат нарушения внутриклеточной организации ферментативных процессов, например в следствии нарушения кровоснабжения ткани.Первичные акцепторы водорода относят к никотинамидзависимым и флавинзависимым типам дегоидрогеназ. Никотинамидзав. д/г- зы сод. в кач-ве коферм. НАД и НАДФ. Эти коферменты входят в акт.ц . дегидрогеназ. но могут обратимо диссоц. из комплекса с апоферментами и включ. в состав фермента в ходе р-ции. Субст. НАД-зависимых дегидрогеназ нах. в матриксе митохондрий и в цитозоле. В окисленной ф. НАД несет положит. заряд на атоме азота пиримидинового кольца. В р-циях дегидрирования из 2 атомов Н. отщепляемых от окисляемого субст., никотинамидное кольцо присоед. имо водорода и 2 эл. в форме гидрид-иона. второй ион прех. в среду. вобратной р-ции НАДН выступ. в кач-ве доноров эл. и протонов. НАДН-дегидрогеназа сост. из неск. полипепт. цепей.

45. Строение окисленного и восстановленного НАД. Важнейшие субстраты НАД-зависимых дегидрогеназ. Представление о НАДН-дегидрогеназах и других переносчиках электронов внутренней мембраны митохондрий. Первичные акцепторы водорода относят к никотинамидзависимым и флавинзависимым типам дегоидрогеназ. Никотинамидзав. д/г- зы сод. в кач-ве коферм. НАД и НАДФ. Эти коферменты входят в акт.ц . дегидрогеназ. но могут обратимо диссоц. из комплекса с апоферментами и включ. в состав фермента в ходе р-ции. Субст. НАД-зависимых дегидрогеназ нах. в матриксе митохондрий и в цитозоле. В окисленной ф. НАД несет положит. заряд на атоме азота пиримидинового кольца. В р-циях дегидрирования из 2 атомов Н. отщепляемых от окисляемого субст., никотинамидное кольцо присоед. имо водорода и 2 эл. в форме гидрид-иона. второй ион прех. в среду. вобратной р-ции НАДН выступ. в кач-ве доноров эл. и протонов. НАДН-дегидрогеназа сост. из неск. полипепт. цепей.НАД-зависимые дегидрогеназы. В качестве кофермента содержат НАД и НАДФ. Пиридиновое кольцо никотинамида способно присоединять электроны и протоны водорода.В активном центре фермента НАД+ взаимодействует с субстратом и, отбирая два атома водорода, окисляет субстрат. К атому углерода, расположенному напротив заряженного азота, присоединяются два электрона и протон, т.е. гидрид-ион Н-, взаимодействие НАД+ с двумя электронами и протоном ведет к образованию НАДН. В дыхат. цепи протоны переносятся через мембрану, создавая ΔрН, электроны движутся по цепи переносчиков от убихинола к цитохромоксидазе, генерируя разность электрических потенциалов, необходимую для образования АТФ протонной АТФ-синтазой. Таким образом, тканевое дыхание «заряжает» митохондриальную мембрану, а окислительное фосфорилирование «разряжает» ее. Разность эл. потенциалов на митох. мембране, создаваемая дыхат. цепью, к-я выступает в кач-ве молекулярного проводника электронов, является движущей силой для образования АТФ. 47. Различия ферментного состава тканей. Изменения активности ферментов в процессе развития. Изоферменты и энзимодиагностика. Различия ферментного состава органов и тканей. Органоспецифичные ферменты. Изменения активности ферментов в процессе развития. Изоферменты и энзимодиагностика.Многие ферменты содержатся в различных тканях или орг. Напр. ЛДГ, ее сод-е в тк. уменьш. в послед-ти - почки, скелет. мышцы. подж. ж-за, селезенка. печень, плацента, ЛДГ предст в различ. органах рядом изоферм. . сост. из 4 типов субъед 2 типов М и Н. Катал. р-цию обр. лактата из пвк. ЛДГ1 - 4Н - эритр, лейкоциты. миок, почкиЛДГ2 - 3Н1М - эритр, лейкоциты. миок, почкиЛДГ3 - 2Н2М - лимф. тк., тромбоц, опухолиЛДГ4 - 1Н3М - печень. скел. м-цы. неопластич. тк.ЛДГ5 - 4М - печень. скел. м-цы. неопластич. тк.Креатинкиназа катал. перенос. фосф. ост. между креатином и АТФ. Сост. из 2 субъед. М-мышечный тип, В-мозговой тип. Изоферменты ММ-мышеч., МВ - гибридный. хар-й для миок., ВВ-локализ. в мозг. тк.Некот. Ф. органоспецифичны - липаза, катал. деградацию жиров в адипоцитах, регул. ур. жир. к-т в плазме, органоспец. для подж. ж-зы. при панкреатите ее ур. повыш. Амилаза гидролизир 1.4 а-гликозидные связи крахмала. гликогена. Различ. панкреат. и слюнную. Изменение активности ф. в пр-се развития.Сост. в изм. конц-ций, что обусл. соотн. пр-в синтеза и распада каталитич. белков. Акт-ть лактазы макс. к моменту рождения и сниж к 3-5 годам, у взрос сост 10% от ур. акт, хар-ной для детей.АлАТ катализ. трансаминир между аспартатом и а-кетоглуторатом, и АсАТ, катал. трансам. между аланином и а-кетоглуторатом, в кач-ве кофермента сод. пиридоксальфосфат, сод-е к-го с возр. сниж. Щелочная фосфатаза- мембранный металлоферм., в сост.акт. ц. входит цинк. присут. в кажд. органе, осн. ист. гепатобилиарное дерево и остеобласты, в выс. конц. в костях. мышцах. печени, почках, плаценте. Наиб высокая акт в период н/р и дет., ее роль важна в пр-х кальцификации. Энзимодиагностика - определение актив. ф. в биологич. жид-тях. для постановки диагноза забол. Исслед. наличие Ф.. вып. в норме ф-цию внутри клеток или явл. секретор. в-вами и не вып. метаб. ф-ций в плазме. В N акт. этих ферм. в плазме незнач., но при повр. кл. или ихх избыт. пролиферации. увелич. Для повыш. специф. исслед.. исслед изоф.АсАТ - увелич. при заб с-ца (инф. миок), ск. м-ц (травмы. миопатии)АлАТ - при о. гепатитах. циррозах печениg -глутамиламинотрансфераза - при заб печениа-амилаза, присут явл. маркером почеч недост., о. панкреатита, креатинкиназа - при заб. м-ц -ММ, при инф. миок.-ВМ.кислая фосфатаза - исп. для мониторинга метастат. карциномы простатыщелочная фосфатаза - увелич. акт. при заб гепатобилиарного тракта, костей. при рахите. ЛДГ1 увеличивается при инф. миока.ЛДГ2 увелич в крови при остром лимфобластном лейкозе, при ревматизме.ЛДГ3 увелич. в крови при миоме матки и отром лимфобластном лейкозеЛДГ4 увелич в крови при поражениях печениЛДГ5 увелич в крови при поражениях почек, кардиосклерозе, острой фазе ревматизма.При заболеваниях печени у детей в крови повышается содержание всех пяти форм ЛДГ(болезнь Боткина, цирроз) При гепатите ЛДГ5 снижается на 52%, а при жировой дистрофии печени на 31%. В моче при хр пиелонефрите увеличеваестя содержание всех 5 форм ЛДГ. Гломерулонефрит дает повышение в моче .

50. Эндергонические и экзергонические реакции в живой клетке. Макроэргические соединения. Дегидрирование субстратов и окисление водорода, как источник энергии для синтеза АТФ. Направление химической реакции определяется значением ΔG (свободной энергии системы). Если эта величина отр., то р-ция протекает самопроизвольно и сопровождается уменьшением свободной энергии - экзергонические р-ции. Если при этом абсолютное значение ΔG велико, то реакция идёт практически до конца, и её можно рассматривать как необратимую. Если ΔG положительно, то реакция будет протекать только при поступлении свободной энергии извне- эндергоническими р-ции. Если абсолютное значение ΔG велико, то система устойчива, и р-ция в таком случае практич. не осущ-ся. При ΔG, равном нулю, система находится в равновесии. В биологич. системах термодинамически невыгодные (эндергонические) р-ции могут протекать лишь за счёт энергии экзергонических р-ций - р-ции энергетически сопряжённые. Многие из этих р-ций происходят при уч-ии АТФ, играющего роль сопрягающего фактора. Макроэргические соед-я - группа прир. в-в, молекулы к-х содержат богатые энергией, или макроэргич., связи; присутствуют во всех живых клетках и участвуют в накоплении и превращении энергии. Разрыв макроэргических связей в молекулах М.с. сопровождается выделением энергии, используемой для биосинтеза и транспорта в-в, мыш. сокращ., пищеварения и др. пр-в жизнедеят-ти организма. Сод. фосфорильную или ацильную гр. Биологическое окисление - это дегидрирование субстрата с помощью промежуточных переносчиков водорода и его конечного акцептора. О2 в этом процессе используется как акцептор Н от окисляемых (дегидрируемых) веществ (субстратов), в результате чего синтезируется вода. Явл. экзоэргический пр-с. Орг-м превращ. около 40% энергии, выдел. при ок-нии, в энергию м. с. АТФ . При потр. 1 молек. О2 обр. 3 АТФ.

51. Представление о процессах окислительного фосфорилирования. Дыхательный контроль, разобщающие агенты. Окислительное фосфолирование - образование АТФ) из аденозиндифосфорной и фосфорной к-т за счет энергии, освоб-ся при ок-ии орг. в-в в живых кл.Каждая ок. р-ция в соответствии с величиной высвобождаемой энергии «обслуживается» соответствующим дыхательным переносчиком: НАДФ, НАД или ФАД. Соотв-но своим ок-восст. потенциалам эти соединения в восстановленной форме подключаются к дыхат. цепи. Разобщение процессов дыхания и окислительного фосфорилирования происходит если протоны начинают проникать через внутреннюю мембрану митохондрий. В этом случае выравнивается градиент рН и исчезает движущая сила фосфорилирования. Хим. в-ва - разобщители называются протонофорами, они способны переносить протоны через мембрану. К таковым относятся 2,4 -динитрофенол, гормоны щитовидной железы и др. В норме скорость митохондриального транспорта электронов регул-ся содержанием АДФ. Выполнение кл. ф-ций с затратой АТФ приводит к накоплению АДФ, к-й в свою очередь активирует тканевое дыхание. Т. о., клеткам свойственно реагировать на интенс-ть клет. метаболизма и поддерживать запасы АТФ на необходимом уровне. Это свойство называется дыхательным контролем.

52. Цикл трикарбоновых кислот и его биологическое значение. Цикл Кребса – общий конечный путь окисления ацетильных групп (в виде ацетил-КоА), в к-е превращ. в пр-се катаболизма большая часть орг. молекул, играющих роль «клеточного топлива»: углеводов, жирных к-т и аминок-т. Данный цикл происходит в матриксе митох. и состоит из 8 последовательных р-ций. Нач. цикл с присоед. ацетил-КоА к оксалоацетату и обр-ия цитрата. Затем лимонная кислота (шестиуглеродное соединение) путем ряда дегидрирований и двух декарбоксилирований теряет два углеродных атома и снова в цикле К. превращается в оксалоацетат (четырехуглеродное соединение), т.е. в рез-те полного оборота цикла одна молекула ацетил-КоА сгорает до СО2 и Н2О, а молекула оксалоацетата регенерируется. Ц. К. дает поток электронов в связ. НАДН2 и АТФ форме. При окислении 1 молек. ацетил-КоА в ц. К. и системе окислительного фосфорилирования может обр-ся 12 АТФ.Амфиболические ф-ции ЦТК - двойственный хар-р, обеспечение распада ацетата и следоват. спос. катаболизму углеводов, липидов, ам-т, с др. стороны субстраты цикла исп. в анаболич. целях - для синтеза глюкозы, дикарбоновых к-т. порфиринов. Анаболические ф-ции ЦТК - обр. ряд промежуточ. соед., исп. дляя синт. других соед-й, а-кетоглуторат - для глутамата, сукцинил КоА - для гема, малат - для пвк. цикл Кребса – общий конечный путь окисления ацетильных групп (в виде ацетил-КоА), в которые превращается в процессе катаболизма большая часть органических молекул, играющих роль «клеточного топлива»: углеводов, жирных кислот и аминокислот.Образовавшийся в результате окислительного декарбоксилирования пирувата в митохондриях ацетил-КоА вступает в цикл Кребса. Данный цикл происходит в матриксе митохондрий и состоит из восьми последовательных реакций (рис. 10.9). Начинается цикл с присоединения ацетил-КоА к оксалоацетату и образования лимонной кислоты (цитрата). Затем лимонная кислота (шестиуглеродное соединение) путем ряда дегидрирований (отнятие водорода) и двух декарбоксилирований (отщепление СО₂) теряет два углеродных атома и снова в цикле Кребса превращается в оксалоацетат (четырехуглеродное соединение), т.е. в результате полного оборота цикла одна молекула ацетил-КоА сгорает до СО₂ и Н₂О, а молекула окса-лоацетата регенерируется. Рассмотрим все восемь последовательных реакций (этапов) цикла Кребса.

54. Представление о процессах окислительного фосфорилирования. Переносчики электронов в дыхательной цепи. Сопряжение переноса электронов с переносом протонов. НАДН-дегидрогеназа как компонент дыхательной цепи.

Окислительное фосфолирование - образование АТФ) из аденозиндифосфорной и фосфорной к-т за счет энергии, освоб-ся при ок-ии орг. в-в в живых кл.

Каждая ок. р-ция в соответствии с величиной высвобождаемой энергии «обслуживается» соответствующим дыхательным переносчиком: НАДФ, НАД или ФАД. Соотв-но своим ок-восст. потенциалам эти соединения в восстановленной форме подключаются к дыхат. цепи.

Дыхательная цепь - это переносчики протонов и электронов от окисляемого субстрата на О2. Дыхат. цепь состоит из: НАД-зависимой дегидрогеназы; ФАД-зависимой дегидрогеназы; Убихинона (КоQ); Цитохрмов b, c, a+a3. Соединение может отдавать электроны только соед-ю с более высоким ок-восст потенциалом. В дых. цепи каждое последующее звено имеет более высокий потенциал, чем предыдущее. Наруж. мембрана митох. проницаема для большинства мелких молекул и ионов, внутренняя почти для всех ионов (кроме протонов Н) и для большинства незаряженных молекул. Компоненты дых. цепи встроены во внутр. мембрану. Транспорт протонов и электронов по дых. цепи обеспечивается разностью потенциалов между ее компонентами. При этом каждое увеличение потенциала на 0,16 В освобождает энергию, достаточную для синтеза одной молекулы АТФ из АДФ и Н3РО4. Процессы ок. и образования АТФ из АДФ и фосфорной к-ты т.е. фосфорилирования протекают в митох. Внутр. мембрана образует множество складок - крист. Про-во органиченное внутренней мембраной - матриксом. Пр-во между внутр. и наруж. мембранами наз. межмембранным. Перенос электронов по дыхат. цепи от НАДН к О2 сопровождается выкачиванием протонов из матрикса митохондрий через внутреннюю мембрану в межмембранное пространство. Протоны, перенесённые из матрикса в межмембранное пр-во, не могут вернуться обратно в матрикс. Создаётся протонный градиент, при котором концентрация протонов в межмембранном пространстве больше, а рН меньше, чем в матриксе. В дыхат. цепи есть только 3 участка - уч-ки сопряжения и фосфолирования, где перенос электронов сопряжен с накоплением энергии, достаточным для обр-я АТФ, на др. этапах возник-я разн. потенциалов для этого пр-са недостаточна. Теория сопряжения Митчела - ок-е субстрата и фосфолир-е АДФ через протонный градиент. Часть энергии эл. трансформир. в энергию трансмембранного электрохим. потенциала, созд-го путем перекачки протонов из матрикса митох. в межмебр. пр-во. В дальнейшем протоны через канал сопрягаещего устройства возвр. в матрикс, конц. протонов выравнивается, мембрана разряж., а энергия трансмемранного потенциалал исп. для синт. АТФ.

Коэфф. фосфолирования Р/О - соотношение колич. израсход. на синт. АТФ Н3РО4 и поглощенного О2. Выраж. эффективность функционирования цепи транспорта эл., чем выше этот коэфф. , тем больше синт-ся АТФ в расчете на каждую пару синт-х электронов. В случае полной дых. цепи равен 3.

Трансмембр. электрохимич. потенциал. - градиент концентрации ионов водорода и эл. зарядов по обес строноны мембр. митох. Наруж. заряж. положит. - конц. протонов увеличена. Этот потенциал склад из разности эл. зарядов величиной 0.20 В и концентрац. градиента ионов водорода - 0.05 В. Возн. протонный потенциал путем перекачки ионов водорода из матрикса в межмембранное пр-воза счет энергии электронов окисленного субстрата, проходящих по дыхат. цепи. в каждой точке споряж ок. с фосф-м в межмембр. пр-во поступает 4 протона а не 2. избыт. величина электрохим потенциала необх для обесп. транспорта из цитоплазмы в митохондрию ПВК, неорг. фосфата, АДФ, а из митох в цитопл. - АТФ.

НАД-зависимые дегидрогеназы. В качестве кофермента содержат НАД и НАДФ. Пиридиновое кольцо никотинамида способно присоединять электроны и протоны водорода.В активном центре фермента НАД+ взаимодействует с субстратом и, отбирая два атома водорода, окисляет субстрат. К атому углерода, расположенному напротив заряженного азота, присоединяются два электрона и протон, т.е. гидрид-ион Н-, взаимодействие НАД+ с двумя электронами и протоном ведет к образованию НАДН.

В дыхат. цепи протоны переносятся через мембрану, создавая ΔрН, электроны движутся по цепи переносчиков от убихинола к цитохромоксидазе, генерируя разность электрических потенциалов, необходимую для образования АТФ протонной АТФ-синтазой. Таким образом, тканевое дыхание «заряжает» митохондриальную мембрану, а окислительное фосфорилирование «разряжает» ее. Разность эл. потенциалов на митох. мембране, создаваемая дыхат. цепью, к-я выступает в кач-ве молекулярного проводника электронов, является движущей силой для образования АТФ.