Ситуационные задачи

1. Напишите реакции дегидрирования следующих соединений:

а) R—CH₂—CH₂—R

б) R—CH=O

в) R—CHOH—R

г) R—CH=CH—R

2. Соединения А, В, С, Д, Е имеют соответственно редокс-потенциалы, равные –0,39; +0,22; -0,37; -0,35; +0,28 В. В какой последовательности будет происходить перенос электронов в системе, включающей эти соединения (от водородного электрода)?

3. Какие из перечисленных соединений являются субстратами флавиновых ферментов: глюкоза, сахароза, янтарная кислота, З-ФГА, глутаминовая кислота, НАДН∙Н⁺, НАДФН∙Н⁺?

4. Какие из перечисленных соединений могут служить акцепторами водорода от флавиновых ферментов: О₂, НАД⁺, НАДФ⁺, цитохромы, глутаминовая кислоты, пировиноградная кислота, фумаровая кислота?

5. Какие из перечисленных соединений являются субстратами НАД⁺-зависимых дегидрогеназ: глюкоза, изоцитрат, сукцинил-КоА, малат, аскорбиновая кислота, этанол?

6. Постройте окислительно-восстановительную цепь из следующих элементов: ФМН, О₂, пировиноградная кислота, НАД⁺, цитохром аа₃, цитохром b, убихинон. Какое соединение является донатором водорода, какое – конечным акцептором? Какова роль остальных веществ?

7. Какую реакцию катализируют оксидазы?

a) H₂O₂ + AH₂  2H₂O + A;

б) R—CH₂—CH(OH)—R’  R—CH=CH—R’ + H₂O;

в) AH₂ + O₂  A + H₂O₂?

8. Какую реакцию катализируют дегидрогеназы:

а) 2H₂O₂  2H₂O + O₂;

б) AH₂ + B  A + BH₂;

в) AH₂ + O₂  A + H₂O₂?

9. Составьте схему связи между ауто- и гетеротрофами в энергопотреблении.

10.Составьте графическую схему метаболического цикла (исходные продукты А и Б, промежуточные – К, Л, М, Н, О, П, конечный – Б).

11.Составьте графическую схему анаплеротического пути: соединения А, В, С, D, E, F – метаболиты веществ Z и Y, конечный продукт – вещество Y; метаболит D расходуется частично на образование продукта S. В какую часть цикла должен вливаться анаплеротический путь?

Тема №8 Тканевое дыхание. Окислительное и субстратное фосфорилирование. Свободнорадикальное окисление

Цель: сформировать понятие о механизмах сопряжения дыхания и фосфорилирования в митохондриях, ингибиторах окислительного фосфорилирования, субстратном фосфорилировании и свободнорадикальных процессах.

Основные фундаментальные положения

Синтез АТФ из АДФ и неорганического фосфата – основной путь запасания энергии в организме. На этот синтез затрачивается энергия, высвобождающаяся в процессе переноса протонов и электронов по цепи тканевого дыхания.

Тканевое дыхание – процесс последовательного переноса протонов и электронов водорода от субстратов (через НАД⁺- и ФАД-зависимые дегидрогеназы) к кислороду с помощью промежуточных переносчиков, встроенных во внутреннюю мембрану митохондрий.

Синтез АТФ из АДФ и неорганического фосфата сопряжен с тканевым дыханием, что определило название «Сопряженное фосфорилирование» или «Окислительное фосфорилирование».

Структурой, обеспечивающей сопряжение, является внутренняя мембрана митохондрий, позволяющая создать электрохимический протонный потенциал.

Оптимальная работа механизмов окислительного фосфорилирования подразумевает адекватное соотношение донаторов водорода (субстратов) и конечного акцептора (кислорода), а также отсутствие качественных нарушений со стороны промежуточных переносчиков (НАД⁺- и ФАД-дегидрогеназ, ферментов цепи тканевого дыхания) и внутренней митохондриальной мембраны, вызываемых ингибиторами окислительного фосфорилирования различных классов.

Синтез АТФ, идущий помимо дыхательной цепи называется субстратным фосфорилированием и имеет особенно большое значение для реакций окисления моносахаридов (гликолиза).

Процессы свободнорадикального окисления (СРО) в норме служат механизмом естественного обновления мембранных структур и образования биологически активных веществ. Повреждение биомолекул и усиление мембранодеструкции при запредельной активации СРО сдерживается антиоксидантными системами.