Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
Окисление субстратов в процессе дыхания можно представить как перенос электронов и протонов (т.е. в целом атомов водорода) от органических веществ на кислород:
Водород от первичных доноров, образовавшихся в ходе катаболизма белков, липидов и углеводов, вводится в дыхательную цепь с участием НАД- зависимых и ФАД- зависимых дегидрогеназ (рис. 23, реакции "а" и "b").
Рис. 23. Митохондриальная дыхательная цепь
ФАД- зависимые дегидрогеназы переносят водород на убихинон (Q), а НАД- зависимые дегидрогеназы - на НАД* (образуется НАД•Н+Н+). Далее с (НАД•Н+Н+) водород передается тоже на убихинон под действием НАД - дегидрогеназы:
НАД•Н+Н+ + Q → НАД+ + QH2.
НАД - дегидрогеназа представляет собой ФМН - содержащий фермент. В процессе реакции водород сначала присоединяется к ФМН, соединенному с ферментом, а затем передается на убихинон.
На стадии образования QH2 сливаются два потока атомов водорода, вводимых в дыхательную цепь НАД- зависимыми дегидрогенвзами и ФАД- зависимыми дегидрогеназами.
Затем в дыхательной цепи пути электронов и протонов расходятся с помощью цитохромов, которые представляют собой гемопротеины (геминовые ферменты). Атом железа в геме цитохромов (на рис 23 они обозначены латинскими буквами b, с1, с, а, а3) может менять валентность, присоединяя или отдавая электрон (Fe2+/Fe3+).
Комплекс цитохромов "b – с1" функционируют как QH2 - дегидрогеназа, он осуществляет перенос электронов с QH2 на цитохром с
QH2 + 2с(Fe3+)→ Q + 2Н+ + 2c(Fe2+)
Электроны последовательно переходят через атомы железа цитохромов "b" и "c1", а затем поступают на цитохром «с»; протоны при этом освобождаются в раствор. Коэффициент 2 перед цитохромом "с" обусловлен тем, что с QH2 передаются два электрона, а цитохромы за один цикл переносят по одному электрону.
Комплекс цитохромов "а-а3" действует как цитохромоксидаза, содержащая помимо гема ионы меди, которые тоже участвуют в переносе электронов, меняя валентность (Cu2+/Cu+). Этот комплекс цитохромов переносит электроны с цитохрома «с» на кислород. Электроны последовательно присоединяются к ионам железа (III) цитохромов "а" и "а3", затем к иону меди (Сu2+) и, наконец, попадают на кислород:
Кислород воздуха, поступающий в митохондрии из крови, связывается с ионом железа в геме цитохрома а3 в форме молекулы О2. Затем каждый из атомов молекулы последовательно присоединяет по два электрона и по два протона, превращаясь в молекулу воды.
О2 + 4 е + 4Н+ → 2Н2О
Таким путем через дыхательную цепь атомы водорода пищевых вещств достигают конечного акцептора - атмосферного кислорода. В организме человека в результате тканевого дыхания образуется 300-400 мг воды за сутки (метаболическая вода).
Локализация в клетках дыхательной цели. Все ферменты тканевого дыхания связаны главным образом с митохондриями. Митохондрии содержатся в цитоплазме клетки и имеют чаше всего вид микроскопических палочек. Для одного и того же типа клеток число митохондрий приблизительно одинаково и постоянно; в разных клетках их может быть сотни или тысячи. Внутреннее пространство митохондрии окружено двумя мембранами, причем наружная - гладкая, а внутренняя имеет многочисленные складки. Внутри митохондрий - матрикс, состоящий на 50 % из белка. Размер митохондрий 2-3 мкм в длину и около 1 мкм в ширину, но иногда митохондрии могут иметь иную форму.
В митохондриях сосредоточено большое количество различных ферментов. Ферменты цепи биологического окисления сосредоточены в основном во внутренней мембране и частично в матриксе.
Дата публикования: 2015-11-01; Прочитано: 1345 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!