Зат алмасуға кіріспе. Жасуша биоэнергетикасы және катаболизмнің ортақ жолдары презентация

тыныс алуы туралы түсінік және биологиялық қышқылдану.
Биологиялық тотығу
Митохондриялар құрылысы
Тыныс алу тізбегі, тіндік тыныс алу
Тотығып фосфорлану,ажыруы мен қабысуы

болады:
- катаболизмнің спецификалық жолы, Түрлі класс байланыстары үшін әр түрлі (белок, май, көмірсу и др.),
- катаболизмнің жалпы жолы - Әр түрлі класстағы заттардың катоболизмінің біртекті жолдары, спецификалық жолдың жалғасы болып табылады. катаболизмнің жалпы жолдары негізінен,негізгі биоэнергетикалық процеспен байланысқан, клеткада энергияның жинақталуы,босауы жүреді.
Катаболизмнің спецификалық жолына нәруыз гидролизі,көмірсу,липид реакциясы жатады,ол асқазан-ішек жолдарында түзіледі немесе ұлпада түзіледі,моносахаридтердің,аминқышқылдарының,май қышқылдарының,спирттің бұзылу реакциясы жасушада жүзеге асады және соңында пирожүзім қышқылы немесе ацетил радикалы ацетил КоА формасы түрінде пайда болуымен аяқталады.

мембранасында мультиэнзим пируват-дегидрогеназды комплекс арқылы катализденеді.
Пируват-дегидрогеназды комплекс (пирожүзім қышқылының қышқылдық декарбоксилаза ) үш ферменттен тұрады (Е1,Е2,Е3):
Е1-пируватдекарбоксилаза коферментпен ТПФ (тиаминпирофосфат),
Е2-дигидролипоил-трансацетилаза коферментпен липоевая кислота (ЛК) и кофактором - НS-КоА,
Е3-дигидролипоил-дегидрогеназа с коферментом ФАД и кофактор – НАД.

көмірқышқыл газ бен суға дейін ыдырайтын,митохондрияда АТФ синтезі жүру үшін энергия түзетін метоболиттер.
Катаболизмнің жалпы жолына келесі метоболиттік процесстер жатады (бұл екі процесс митохондрияда локализденген):
- Пирожүзім қышқылының қышқылды декарбоксилденуі,
- Ацетил-КоАның Кребс циклінде үшкарбонды қышқылға айналуы (Ц Т К ).

дегидрлейтін 4 реакция орны бар:
изоцитратдегидрогеназа, кофермент НАД,
альфа-кетоглутаратдегидрогеназы, кофактор НАД
сукцинатдегидрогеназа, кофермент ФАД,
малатдегидрогеназа, кофермент НАД.
Қышқылдану кезінде энергияның шығуы -ЦТК - 12 АТФтағы КоА-ның 1 молекуласы
Барлық реакцияларда катоболизмнің жалпы жолы АТФ тың 15 молекуласы арқылы синтезделеді.

арқылы көшу механизмі саналады.
Митохондрия мембранасы НАД Н+ молекуласының қышқылдануынан цитозолда түзілетін әртүрлі субстарттар үшін не проницаемы.
НА Д Н+ эквивалентінің қалпына келе отырып көшуі қосалқы жолмен жүзеге асады яғни,
- глицерофосфатты және малатты челночными механизмами транспорта

байланысты, негізінде қышқылды-қалпына келгіш реакция болып табылады және оксидоредуктаз класының ферментімен катализденеді және клетканың әр түрлі компартментінде локализденеді:
Оксидазды - митохондрияда
Микросомальды - эндоплазматикалық ретикулум мембранасында
Пероксидті- пероксиомада

- 9,3 ккал/г және нәруыз(аминқышқыл) - 4,1 ккал/г.
Бос энергияның негізгі энергетикалық субстраттан босап шығуы катаболит процессі кезінде жүреді. Сонымен қатар,бос энергия кейбір фосфоорганикалық қосылыстардың макроэгиялық байланыстарында(макроэргада) жинақтала алады.
Макроэргиялық байланысқа АТФжәне басқа нуклеотидтер;-5`-үшфосфат (ГТФ, УТФ, ЦТФ), креатинфосфат, 1,3- дифосфоглицерат, фосфоенолпируват жатады.
Барлық макроэргалардың ішінде АТФ - жасушаның негізгі химиялық тасымалдаушысы, энергияның шығуы мен жұту процесстерін өзара байланыстыратын (катаболизм және анаболизм), фосфатты топтардың энергия тасымалдау реакциясындажалпы ортақ өнім қызметін атқарады.

аминқышқылдың босап шығуы, аэробты және анаэробты жағдайда жүзеге асады.
Энергиялық жол аэробты жағдайда қолайлы жол болып табылады, яғни,ұлпаның ауаны жұту және көмірқышқыл газын шығару сияқты міндетті қызметтерді орындайд.Ол ұлпалық тыныс алу,ішкі тыныс алу немесе жасушалық тыныс алу деп аталады.
Органикалық байланыстың (субстрат)катоболизм реакциясы биосистемада бос энергияның босатылуымен байланысты, негізінде қышқылды-қалпына келгіш реакция болып табылады және оксидоредуктаз класының ферментімен катализденеді және клетканың әр түрлі компартментінде локализденеді.Осыған байланысты бұл процесс- биологиялық қышқылдану деп аталады.

молекулалы кислородқа ауысу процессіне мыналар қатысады:
1.Коферменттері НАД немесе НАДФ болып табылатын-Пиридинзависимые анаэробные дегидрогеназы.
2.Коферменттері ФАД немесе ФМН болып табылатын-Флавинзависимые аэробные дегидрогеназы;
3.Цитохромдар, кофермент ретінде железопорфинді қолданады.
4.Убихинон (коэнзим Q) және ақуыздар, құрамына негемовое железо кіреді.

катализдейді
Представители:
альфа-кетоглутарат дегидрогеназа
Пируват дегирогеназа
Изоцитратдегирогеназа
Малатдегирогеназа

Бұл ферменттердің коферменті НАД, НАДФ болып табылады.

де ауысуын катализдейді
Представители:
сукцинатдегидрогеназа
глицероосфатдегирогеназа
Ацил-КоА-дегирогеназа

Бұл ферменттердің коферменті болып витамин В2 өндіретін ФАД,ФМН болып табылады.

OH
H C OH
CH2
O
O P OH
OH
ФМН

С

С

С

С

С

С

С

С

С

С

С

С

H

H

N

N

O

NH

N

Н3

Н3

СН2

ОН

ОН

ОН

Н

Н

Н

СН2

О

ОН

О

Р

О

Р

ОН

О

О

СН2

Н

О

Н

Н

Н

N

CH

N

C

C

N

C

CH

N

NH2

ФАД

болып табылады, протондар мен электрондардың цитихромды жүйедегі ферменттерге тасымалдануын катализдейді.
Убихинон қышқылдану процессіне де,қалпына келу процессіне де қатысады.

С

С

С

С

С

С

О

O

H3

H3

С СН3

С R

С

С

С

С

С

С

ОH

OH

H3

H3

С СН3

С R

+ 2H+ + 2е-

b, c1, c, a- a3.

Олардың барлығы кофермент ретінде кездесетін геминовты группаға ие
Катализдік процесс барысында цитохром құрамындағы темір валенттілігін өзгертеді:
Fe++ Fe+++
Әр цитохромда қышқылды-қалпына келу потенциалының мөлшері әр түрлі.Қышқылдану тізбегінде олар убихинон мен кислородтың арасына орналаады:
b С1 С aa3

b, c1, c цитохромдары электрондарды аралық тасымалдау қызметін атқарады, ал аа3 цитохромы тыныс алу ферменті болып табылады,оттекпен әрекеттеседі.

Цитохромдар

Fe2+ Fe2+ - e - Fe3+
Cu2+ + e - Cu+ Cu+ - e - Cu2+
Цитохром b және с1 КоQH2-дегидрогеназа ферменті ретінде әсер етеді және реакция катализдейді:
КоQH2 + 2C1(Fe3+) КоQ + 2H+ + 2C1 (Fe2+)
Аа3 цитохромдары цитохромоксидаза ретіне әсер етеді. Бұл соңғы өнім:
2аа3 (Fe2+) + О2 2аа3 (Fe3+) + 2O--
2O-- + 4e- + 4H+ 2H2O
Представители цитохромов:
аскорбат ДГ,
адреналин ДГ,
норадреналин ДГ.

қышқылдану-қайта қалпына келу потенциалы бойынша жүзеге асады.
Тыныс алу тізбегінің әрбір ферментінің өзіне тән редокс-потенциалы бар.Оның мөлшері НАД (-0,32в) ден О2(+0,82в) дейін өседі,және олардың редокс потенциалының айырымы 1,14 Вольт тең.
НАДН2 субстратының 1 молекуласы қышқылдануынан босап шығатын энергия мөлшері 3 АТФ синтездеуге жеткілікті.
Тыныс алу тізбегінде фосфорилдеуге жеткілікті 3 бөлім бар.

КоQ b c1 c a


a3 1/2O2 O + H Q + H2O

2н+2е

(НАДН2)

(ФАДН2)

2е

2е

2е

2е

2Н+

2Н+

1

2

3

олардың потенциалдарының мәні 0,246 тең
АДФ + Н3РО4 АТФ
Екінші жолы В және С1 цитохромдарының арасында жүзеге асады, олардың арасындағы потенциал мәні 0,19
АДФ + Н3РО4 АТФ
Үшінші жолы аа3 және 1/2О2 цитохромдарының арасында жүзеге асады, олардың арасындағы потенциал мәні 0,30 Вольт
АДФ + Н3РО4 АТФ

молекуладан үш молекулалы фосфорлы қышқылға дейін қолданыла алады және 1,2 және 3 молекулалы АТФсинтезделеді.
Бұл процесс - АТФ синтеаза процессі субстраттың биологиялық қышқылдану реакцияларында -қышқылды фосфорилену атына ие болды.
Қышқылды фосфорилденудің сандық көрсеткішін белгілеу үшін - коэффициент Р/О қолданылады.
Коэффициент Р/О (АДФ/О) - фосфорлы қышқылдың молекула санына қатынасы (АДФ), митохондрияда белгілі бір субстраттың қышқылдануы оттек атомының санына қатынасы.

түрлі редокс-потенциалдар энергиясында қолданылады және ол электрондарды қышқылдайтын субстраттан тыныс алу тізбегінің бойымен оттекке тасымаладау барысында пайда болады.

пайда болған,жасушада энергия универсальды форма болып табылады және мыналарда қолданыла алады:
- АТФ синтезі үшін
- ион транспорты үшін Са және басқа иондар транспорты үшін
- фосфаттар транспорты үшін
- АДФ және АТФ транспорты үшін
- жылутүзуүшін
- қозғалмалы белсенділік үшін.