Аэробное и анаэробное дыхание у бактерий. Виды анаэробного дыхания и его значение

Аэробное расщепление пировиноградной кислоты. Цикл трикарбоновых кислот, цепь переноса электронов и окислительное фосфолирирование. Выход энергии при аэробном расщеплении углеводов.

Пируваты (соли пировиноградной кислоты) — важные химические соединения в биохимии. Они являются конечным продуктом метаболизма глюкозы в процессе гликолиза. Одна молекула глюкозы превращается при этом в две молекулы пировиноградной кислоты. Дальнейший метаболизм пировиноградной кислоты возможен двумя путями — аэробным и анаэробным. В условиях достаточного поступления кислорода пировиноградная кислота превращается в ацетил-кофермент А, являющийся основным субстратом для серии реакций, известных как цикл Кребса, или цикл трикарбоновых кислот. Пируват также может быть превращён в анаплеротической реакции в оксалоацетат. Оксалоацетат затем окисляется до углекислого газа и воды.

Цикл трикарбоновых кислот. За один оборот цикла из ацетил-КоА образуется 2 молекулы углекислоты, 8 восстановительных эквивалентов и 1 АТФ. Коферменты в этом случае передают водород в электротранспортную цепь (ЭТЦ), где и происходит синтез АТФ. Цикл трикарбоновых кислот выполняет функцию не только конечного окисления питательных веществ, но и обеспечивает организм многочисленными предшественниками для процессов биосинтеза.

Цепь переноса электронов - ряд ферментов и белков, присутствующих в живых клетках, по которым передаются электроны. Цепь включает по меньшей мере пять переносчиков. В конце цепи водород соединяется с молекулярным кислородом и образует воду. Промежуточные переносчики водорода претерпевают при этом ряд окислительно-восстановительных реакций. В конечном итоге это приводит к преобразованию химической энергии в легко доступную форму, которая может накапливаться в живом организме (в форме АТФ). Самой важной цепью передачи электронов является дыхательная цепь, присутствующая в митохондриях и участвующая в процессе клеточного дыхания.

НАД - ФП - FeS - кофермент Q - цитохромы - O2

НАД - никотинамидадениндинуклеотид, ФП - флавопротеины, FeS - железосерные белки, цитохромы b, ci, с, а и а3 представляют собой белки, к которым присоединены молекулы гема железо-порфирина.

Эта цепь называется цепью переноса электронов, т.к. протоны движутся вдоль мембраны, происходит окисление и одновременное образование АТФ.

При аэробном дыхании конечным акцептором является кислород, получается существенный выигрыш энергии по сравнению с анаэробным типом дыхания. В энергетическом отношении наиболее выгодно аэробное дыхание, поскольку при аэробном типе окисления глюкозы высвобождается 674 кал. Аэробные микроорганизмы осуществляют окисление белков, жиров, углеводов и др, сложных органических соединений, до аммиака, воды и углекислого газа, тем самым получают необходимую энергию. Аэробы могут расти и развиваться только лишь при наличии свободного кислорода. Примерами являются: Bacillus, Nocardia, Spirillum, Pseudomonas.

Анаэробное дыхание – это биохимический процесс окисления органических субстратов с использованием в качестве конечного акцептора электронов вместо кислорода других окислителей органической или неорганической природы. Анаэробы получают необходимую энергию расщеплением сложной молекулы органического вещества на более простые. При этом выделяется гораздо меньше энергии, чем при кислородном дыхании. Анаэробное дыхание служит основой жизнедеятельности бактерий, дрожжей, плесневых грибов. Итак анаэробы развиваются без доступа свободного кислорода, присутствие которого угнетает их жизнедеятельность. Выделяют три вида анаэробного дыхания: 1)Анаэробное нитратное дыхание – восстановление нитратов или нитритов до молекулярного азота. 2)Анаэробное сульфатное дыхание – восстановление сульфатов до сероводорода. 3)Брожение – расщепление органических углеродосодержащих соединений.

Дата добавления: 2015-03-29