Использующих процесс дыхания

Энергетический метаболизм хемоорганогетеротрофов,

Аэробное дыхание – окислительно-восстановительный процесс, идущий с образованием АТФ, при котором роль доноров водорода (электронов) играют органические соединения, а роль акцептора выполняет молекулярный кислород.

Процесс протекает в аэробных условиях, а конечными продуктами дыхания являются СО₂ и Н₂О.

Суммарно процесс дыхания при окислении углеводов выражается уравнением:

С₆Н₁₂О₆ + 6 О₂ ® 6 СО₂ + 6 Н₂О + 2820 кДж

глюкоза

Схема окисления углеводов в процессе дыхания представлена на рис. 7.3.

Начальная стадия превращения углеводов, вплоть до образования пировиноградной кислоты, полностью идентична ферментативным реакциям окисления в процессе брожения (см. п.7.3).

В клетках аэробов ПВК может быть окислена полностью в цикле Кребса через промежуточное соединение – ацетил КоА (рис. 7.3). При этом водород, отнятый дегидрогеназами в цикле передается в дыхательную цепь ферментов, которая у аэробов, кроме НАД, включает ФАД, систему цитохромов и конечный акцептор водорода - кислород. При этом на каждые 2 атома водорода, поступающих в дыхательную цепь, синтезируются 3 молекулы АТФ.

Таким образом, суммарный энергетический эффект процесса окисления одной молекулы глюкозы теоретически составляет 38 молекулы АТФ, причем 2 молекулы АТФ образуются в результате субстратного фосфорилирования, а 36 АТФ – при окислительном фосфорилировании. Следует учитывать, что часть энергии, образуемой при окислительном фосфорилировании, теряется и количество образуемой энергии меньше теоретически возможного выхода.

Окисление питательных веществ не всегда идет до конца. Некоторые аэробы окисляют органические соединения частично, при этом в среде накапливаются промежуточные продукты окисления. Такие окислительно-восстановительные процессы, протекающие в аэробных условиях, называются неполным окислением или окислительным брожением.

Примерами неполных окислений являются окисление углеводов до органических кислот (щавелевой, глюконовой, итаконовой, уксусной, лимонной) аэробными микроорганизмами – микроскопическими грибами и уксуснокислыми бактериями.

Так, окисление глюкозы в лимонную кислоту можно представить следующим суммарным уравнением:
2С₆Н₁₂О₆ + 3О₂ ® 2С₆Н₈О₇ + 4Н₂О + Е

глюкоза лимонная кислота
Продуцентом лимонной кислоты является гриб Aspergillus niger.

Гликозидазы	Углеводы ¯
2 НАДН2	Глюкоза ¯	2 АТФ
2 НАДН2	2 ПВК ¯
	2 СН3СО- SКоА
Щавелевоуксусная кислота		Лимонная кислота
Яблочная кислота		Изолимонная кислота
Фумаровая кислота	СО2
Янтарная кислота	2 АТФ СО2	a-кетоглутаровая кислота
2(2Н^+)	2 (2Н^+) 2 (2Н^+)	2 (2Н^+)
	НАД
	ФАД	6 АТФ
2 АТФ 2 АТФ	Ц и т о х р о м ы	12 АТФ   12 АТФ

(2Н^+ + 1/2О2)

Н2О

Рис. 7.3 - Схема окисления углеводов в процессе дыхания

Дата добавления: 2014-01-04