Нециклическое фотофосфорилирование

Лекция № 12. Энергетические процессы у прокариотов

411

Бескислородный фотосинтез

Экзогенные доноры электронов

вбескислородном фотосинтезе:

–органические вещества (сукцинат),

–неорганические соединения серы (H2S, сульфит, сера, тиосульфат и др.);

–молекулярный водород.

Способность использовать воду в качестве донора электронов – принципиально важный шаг на пути эволюции фотосинтеза.

Лекция № 12. Энергетические процессы у прокариотов

412

Кислородный фотосинтез

Функционирует у цианобактерий и прохлорофитов:

–новый вид хлорофилла – хлорофилл а;

–новые пигменты антенны: фикобилипротеины и хлорофилл b.

•Возникновение фотосистемы II сделало возможным использование воды в качестве донора электронов.

•Побочный продукт этого процесса – молекулярный кислород.

Лекция № 12. Энергетические процессы у прокариотов

413

Кислородный фотосинтез

Организация

фотосинтетического

аппарата

цианобактерий

Лекция № 12. Энергетические процессы у прокариотов

414

Дыхательные процессы

Дыхание – это способ получения энергии, при котором донорами электронов служат

органические или неорганические соединения,

аакцепторами – неорганические:

•кислород – аэробное дыхание;

•сульфаты, нитраты, карбонаты – анаэробное дыхание.

АТФ образуется в процессе окислительного фосфорилирования в дыхательной цепи.

Лекция № 12. Энергетические процессы у прокариотов

415

Дыхательные процессы

Пируват занимает центральное положение в промежуточном метаболизме.

Окислительное декарбоксилирование пирувата: CH3–CO–COOH + КоA–SH + НАД+

CH3–CO~S–КоA + НАД–H2 + CO2. Пируват-дегидрогеназный комплекс осуществляет:

•декарбоксилирование;

•присоединение ацетильной группы и образование ацетил-КоА (трансацетилаза);

•дегидрирование с переносом водорода на НАД (дегидрогеназа).

Лекция № 12. Энергетические процессы у прокариотов

416

Дыхательные процессы

ЦТК – цикл Кребса – имеет двоякое назначение:

–полное окисление органического субстрата и отщепление водорода (энергетическая функция);

–снабжение клетки предшественниками для биосинтетических процессов (биосинтетическая функция).

Лекция № 12. Энергетические процессы у прокариотов

417

Цикл Кребса

Итог:

–2 CO2;

–3 НАД-H2;

–1 ФАД-H2;

–1 АТФ.

Лекция № 12. Энергетические процессы у прокариотов

418

Неполное окисление

Неполное окисление осуществляют уксуснокислые бактерии:

Gluconobacter (G. oxydans) – не могут осуществлять полное окисление из-за разомкнутого ЦТК.

Отсутствует фермент α-кетоглутарат- дегидрогеназа.

Acetobacter – способны к полному окислению органических субстратов до CO2 и H2O.

Лекция № 12. Энергетические процессы у прокариотов

419

Неполное окисление

Неполное окисление осуществляют грибы:

Rhizopus, Mucor, Aspergillus и др.

–Продукты неполного окисления: молочная, фумаровая, янтарная, яблочная, муравьиная, уксусная, щавелевая, глюконовая кислоты.

–При недостатке энергетического материала продукты неполного окисления используются как субстрат для дыхания и полностью окисляются до СО2 и Н2О.

Лекция № 12. Энергетические процессы у прокариотов

420