Дыхательная цеп или цепь переноса электронов

Окислительное фосфорилирование.

Способы синтеза АТФ

Роль кислорода в метаболизме. Дыхательная цепь. Окислсительное фосфорилирование.

Одной из центральных проблем биоэнергетики является биосинтез АТФ, который в живой природе происходит путём фосфорилирования АДФ:

АДФ + P_i = АТФ

!!!! В связи с этим основной задачей биоэнергетики живых организмов является регенерация АТР из АДФ.

Фосфорилирование АДФ является эндергоническим процессом и требует источника энергии.

В природе существует два таких источника энергии:

- солнечная энергия;

- химическая энергия восстановленных органических соединений.

1) Фотосинтетическое фосфорилирование. Зелёные растения способны трансформировать энергию поглощенного кванта света в энергию химических связей, которая в дальнейшем расходуется на фосфорилирование АДФ.

2) Окислительного фосфорилирование – это трансформация энергии окисления органических соединений в макроэргические связи АТФ в аэробных условиях.

3) Субстратное фосфорилирование. При субстратном фосфорилировании донором активированной фосфорильной группы (~PO₃H₂), необходимой для синтеза АТФ, являются промежуточные продукты процессов гликолиза и цикла трикарбоновых кислот.

Во всех этих случаях окислительные процессы приводят к образованию макроэргических соединений: 1,3-дифосфоглицерата, и сукцинил-КоА, которые при участии соответствующих ферментов способны фосфорилировать АДФ и образовывать АТФ.

Процесс расщепления биополимеров не связан с образованием свободной, т. е. доступной клетке энергии.

!!!! Основной источник энергии в клетке - окисление субстратов кислородом воздуха.

1) В клетках окисление протекает в форме последовательного переноса водорода и электронов от субстрата к кислороду.

2) Кислород играет в этом случае роль восстанавливающегося соединения (окислителя).

3) Окислительные реакции протекают с высвобождением энергии.

Окислительное фосфорилирование или биологическое окисление - процесс синтеза АТФ, при котором электроны и протоны с окисляемого субстрата переносятся с помощью системы окислительно-восстановительных ферментов, локализованных во внутренней мембране митохондрий к кислороду.

Дыхательной цепью или цепью переноса электронов называется совокупность окислительно-восстановительных реакций, в ходе которых при участии промежуточных переносчиков электронов происходит их перенос от исходного донора (восстановленный субстрат) к терминальному акцептору электронов кислороду.

Любая окислительно-восстановительная реакция включает перенос электронов.

При этом:

- восстановленный компонент (восстановитель) отдаёт электрон и сам при этом окисляется;

- окислительный компонент (окислитель) принимает электрон и восстанавливается:

окислен. А + восстан. Б = восстан. А + окислен. Б

1) Полный процесс окислительного фосфорилирования выглядит как цепь окислительно-восстановительных реакций, в ходе которых происходит взаимодействие переносчиков.

2) Каждый промежуточный переносчик вначале выступает в роли акцептора электронов, будучи в окисленном состоянии. После того, как он принял электроны, он переходит в восстановленное состояние.

3) В восстановленном состоянии переносчик затем передаёт электроны следующему и тем самым возвращается в восстановленное состояние.

4) На последней стадии переносчик передаёт электрон кислороду, который восстанавливается до воды.

Дата добавления: 2014-01-20