Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
биоэнергетика.doc
Скачиваний:
6
Добавлен:
21.11.2019
Размер:
104.45 Кб
Скачать

Синтез макроэргических соединений

ГТФ:1,3-Дифосфоглицерат:Фосфоенолпируват:Ацилтиоэфиры:Креатинфосфат:

Макроэргическая связь - это такая ковалентная связь, при гидролизе которой выделяется не менее 30 кДж/моль энергии. Эта связь обозначается знаком ~.

Чрезвычайно важной функцией дыхательной цепи является аккумуляция части освобождающейся энергии в фосфатных связях высокоэнергитических (макроэргических) соединений, главным образом АТФ. Процесс сопряжения тканевого дыхания и образования АТФ получил название ОКИСЛИТЕЛЬНОГО ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ.

Окислительное фосфорилирование – способ синтеза АТФ в аэробных условиях путем присоединения к АДФ остатка фосфорной кислоты за счет энергии, выделяемой при транспорте электронов по дыхательной цепи и при участии фермента АТФ-синтетазы.

В главной дыхательной цепи есть только 3 участка, где перенос электронов сопряжен с накоплением энергии, достаточным для образования АТФ: НАД/ФМН; цитохромы b/CC1; цитохромы АА32- и соответственно 2 пунктов окислительного фосфорилирования в укороченной дыхательной цепи.

Значит, на каждую пару атомов водорода, отнятых от субстрата, в главной дыхательной цепи возможен синтез 3-х молекул АТФ. В сокращенной дыхательной цепи – 2 молекулы АТФ.

Механизм окислительного фосфорилирования объясняется хемиосмотической гипотезой П.Митчелла.

Энергия, которая выделяется при переносе электронов по дыхательной цепи, приводит к переносу протонов (Н+) из матрикса митохондрии в межмембранное пространство. Поэтому на внутренней мембране митохондрий образуется градиент концентраций протонов: в межмембранном пространстве Н+ становится много, а в матриксе остается мало. Образуется разность потенциалов - наружная часть мембраны заряжена положительно, а внутренняя - отрицательно. Накопившиеся в межмембранном пространстве Н+ стремятся выйти обратно в матрикс по градиенту их концентраций, но митохондриальная мембрана для них непроницаема. Единственный обратный путь в матрикс для протонов - через протонный канал фермента АТФ-синтетазы, которая встроена (built-in) во внутреннюю мембрану митохондрий.

Согласно хемиосмотической теории роль АТФазы заключается в следующем.

1. Перенос протонов через липидный бислой с внешней стороны митохондриальной мембраны - транслокационная ступень.

2. Образование АТФ из АДФ н Фнкаталитическая ступень.

3. Обеспечение направленности тока протонов на использование энергии электрохимического потенциала для получения высоких концентраций АТФ — сопрягающая ступень.

Каталитическая стадия, или синтез АТФ из АДФ и Н3Р04, формально может рассматриваться как реакция дегидратации:

АДФ + Н3Р04 ←АТФ+Н2О.

Субстратное фосфорелирование – это анаэробный процесс, когда для синтеза АТФ используется макроэргическая связь в молекуле активной формы какого-нибудь субстрата.

Макроэргическая связь в молекулах этих активных форм может легко трансформироваться в макроэргическую связь молекулы АТФ. Например, для молекулы сукцинил-КоА:

В организмах высших животных и человека этот путь получения АТФ не является главным.

ВНЕМИТОХОНДРИАЛЬНОЕ ОКИСЛЕНИЕ

На его долю приходится 5-10% кислорода, поступающего в организм.

АТФ в процессе свободного окислении никогда не образуется.

Существуют 2 типа свободного окисления:

I. ОКИСЛЕНИЕ ОКСИДАЗНОГО ТИПА. Ферменты - ОКСИДАЗЫ. По строению являются металлофлавопротеинами. Содержат металлы с переменной валентностью - железо(Fe), медь(Cu), молибден(Mo). Отнимают водород от субстрата и передают его на кислород с образованием Н2О2 - перекиси водорода.