98. Эндергонические и экзергонические р-и в жи-вой клетке:

Человек получает энергию за счет разло­жения органических веществ пищи. Самопроиз-вольные процессы — это экзергонические процессы, т. е. они сопровождаются умень-шением свободной энергии (-дельтаG), и поэтому могут служить источниками энергии для функционирования живой клетки. В результате самопроизвольного образуют-ся термодинамически стабиль-ные продукты: диоксид углерода и вода (мочевина служит для выведения избытка азота). Термо-динамически нестабильные вещества – глюкоза. В углеводах, жирах и белках (аминокислотах) содержание кислорода меньше, чем в конечных продуктах их распада. Иначе говоря, катаболизм этих веществ связан с потреблением кислорода и реакциями окисления.

Энергия, освобождающаяся при реакциях гидролиза разных веществ, обыч­но невелика. Если она превышает 30 кДж/моль, то гидролизуемую связь называ­ют высокоэнергетической (макроэргической).

99. Окислительное декарбо-ксилирование пировиног-радной кислотыВ результате окислительного декарбоксилирования пирува-та образуются ацетил-КоА, восстановленный НАД и диоксид углерода. процес­с, катализируется сложной ферментной системой — пируватдегидрогеназным комплексом. Комплекс содержит три фермента: пируватдекарбоксила-зу, ацетилтрансферазу и дегидрогеназу дигидролипоевой кислоты. Кроме того, в реакциях участвуют пять коферментов: НАД, ФАД, тиаминдифосфат, липоевая кислота и кофермент А (КоА).На I стадии этого процесса пируват (рис. 10.8) теряет свою карбоксильную группу в результате взаимодействия с тиаминпирофосфатом (ТПФ) в составе активного центра фермента пируватдегидрогеназы (E₁). На II стадии оксиэтильная группа комплекса E₁–ТПФ–СНОН–СН₃ окисляется с образованием ацетильной группы, которая одновременно переносится на амид липоевой кислоты (кофермент), связанной с ферментом дигидроли-поилацетилтрансферазой (Е₂). Этот фермент катализирует III стадию – перенос ацетильной группы на коэнзим КоА (HS-KoA) с образованием конечного продукта ацетил-КоА, который является высокоэнергетическим (макроэргическим) соединением. На IV стадии регенерируется окисленная форма липоамида из восстановленного комплекса дигидролипоамид–Е₂. При участии фермента дигидролипоилдегидрогеназы (Е₃) осуществляется перенос атомов водорода от восстановленных сульфгидрильных групп дигидролипоамида на ФАД, который выполняет роль простетической группы данного фермента и прочно с ним связан. На V стадии восстановленный ФАДН₂ дигидро-липоилдегидрогеназы передает водород на кофермент НАД с образованием НАДН + Н⁺. Суммарную реакцию, катализируемую пируватдегидрогеназным комплексом, можно представить следующим образом: Пируват + НАД⁺ + HS-KoA –> Ацетил-КоА + НАДН + Н⁺ + СO₂.

Образовавшийся в процессе окислительного декарбоксилирования аце-тил-КоА подвергается дальнейшему окислению с образованием СО₂ и Н₂О. Полное окисление ацетил-КоА происходит в цикле трикарбоновых кислот (цикл Кребса).

100.Цикл Кребса:

101.Строение митохондрий: Митохондрии обычно имеют форму цилиндра с закруглен-ными концами, длиной 1-4 мкм и поперечником 0,3-0,7 мкм. Однако в разных клетках размеры и форма митох различны. Количество митох в разных клетках также различно; гепатоцит содержит около 2000 митох.

Митохи имеют внешнюю (свободно проницаема для моле­кул с молекулярной масс-сой примерно до 5000) и внутрен­нюю(образует складки — кристы,, проницаемость ограничена и избирательна ) мембраны. Содержимое пространства, ограничиваемо-го внутренней мембраной, называют матриксом.

Согласно хемиосмотической концепции, движение электро-нов по дыхательной цепи является источником энергии для транслокации протонов через митохондриальную мем-брану. Возникающая при этом разность электрохимических потенциалов (дельта мю H ) приводит в действие АТФ-синтазу, катализирующую ре-акцию АДФ + Р = АТФ. (3)

В дыхательной цепи есть только 3 участка, где перенос электронов сопряжен с нако-плением энергии, достаточ-ным для образования АТФ, на других этапах возникающая разность потенциалов для этого процесса недостаточна. Максимальная величина коэф-фициента фосфорилирования, таким образом, составляет 3, если реакция окисления идет с участием НАД, и 2, если окис-ление субстрата протекает через флавиновые дегидроге-назы. Теоретически еще одну молекулу АТФ можно получить в трансгидрогеназ-ной реакции (если процесс начинается с восстановлен-ного НАДФ):

НАДФН + НАД = НАДФ + НАДН + 30 кДж/моль. (4)

Функция дыхательной цепи – утилизация восстановленных дыхательных переносчиков, образующихся в реакциях ме-таболического окисления субстратов. Каждая окисли-тельная реакция в соответ-ствии с величиной высвобож-даемой энергии «обслужи-вается» соответствующим дыхательным переносчиком: НАДФ, НАД или ФАД. Соответственно своим окис-лительно-восстановительным потенциалам эти соединения в восстановленной форме под-ключаются к дыхательной цепи. В дыхательной цепи происходит дискриминация протонов и электронов: в то время как протоны перено-сятся через мембрану,создавая дельта рН. электроны дви-жутся по цепи переносчиков от убихинола к цитохро-моксидазе, генерируя разность электрических потенциалов, необходимую для образования АТФ протонной АТФ-син-тазой. Таким образом, ткане-вое дыхание «заряжает» мито-хондриальную мембрану, а окислительное фосфорилиро-вание «разряжает» ее.

Эффективность окислитель-ного фосфорилирования в ми-тохондриях определяется как отношение величины образо-вавшегося АТФ к поглощен-ному кислороду: АТФ/О или Р/О (коэффициент фосфо-рилирования).