Два способа синтеза АТФ, Окисление пирувата до ацетил-КоА - Основы биоэнергетики
- 1. Основным способом получения АТФ в клетке является Окислительное фосфорилирование, протекающее в структурах внутренней мембраны митохондрий. При этом энергия атомов водорода молекул НАДН и ФАДН 2, образованных в гликолизе, ЦТК, окислении жирных кислот, в ходе окислительно-восстановительных процессов преобразуется в энергию связей АТФ. 2. Однако также есть другой способ фосфорилирования АДФ до АТФ - Субстратное фосфорилирование. Этот способ связан с передачей энергии макроэргической связи какого-либо вещества (субстрата) на АДФ. К таким веществам относятся:
A. метаболиты гликолиза (1,3-дифосфоглицерат, фосфоенолпируват),
B. метаболиты цикла трикарбоновых кислот (сукцинил-КоА) и
C. креатинфосфат.
Окисление пирувата до ацетил-КоА
Пировиноградная кислота (ПК, пируват) является продуктом окисления глюкозы и некоторых аминокислот. Ее судьба различна в зависимости от доступности кислорода в клетке. В Анаэробных Условиях она восстанавливается до Молочной кислоты. В Аэробных Условиях пируват симпортом с ионами Н+, движущимися по протонному градиенту, проникает в митохондрии. Здесь происходит его превращение в ацетил-коэнзим А (Ацетил-КоА) с помощью Пируватдегидрогеназного мульферментного комплекса.
Рис. Пируватдегидрогеназный мульферментный комплекс
Рис. Суммарное уравнение окисления пировиноградной кислоты
Пируватдегидрогеназный мульферментный комплекс расположен в матриксе митохондрий эукариотов. Состоит у человека из 96 субъединиц, организовавнных в три функциональных белка. Гигантское образование, имеет 50 нм в диаметре, что в Пять раз!!! больше, чем Рибосома.
Процесс проходит Пять Последовательных реакций, в которых принмает участие 5 коферментов:
- - Пируватдегидрогеназа (Е 1, ПК-дегидрогеназа), коферментом служит Тиаминдифосфат (ТДФ), катализирует 1-ю реакцию. - Дигидролипоил трансацетилаза (в русскоязычной литературе встречаются названия - Дигидролипоат-ацетилтрансфераза и Липоамид редуктаза трансацетилаза (Е 2), кофермент - Липоевая кислота, катализирует 2-ю и 3-ю реакции. - Дигидролипоил дегидрогеназа (Дигидролипоат-дегидрогеназа) (Е 3), кофермент - ФАД, катализирует 4-ю и 5-ю реакции.
Помимо указанных коферментов, которые прочно связаны с соответствующими ферментами, в работе комплекса принимают участие Коэнзим А и НАД.
Суть первых трех реакций сводится к декарбоксилированию пирувата (катализируется пируватдегидрогеназой, Е 1), окислению пирувата до ацетила и переносу ацетила на коэнзим А (катализируется Дигидролипоил трансацетилазой, Е2).
Рис. Реакции синтеза ацетил-SКоА
Оставшиеся 2 реакции необходимы для окисления дигидролипоата обратно в липоат с образованием ФАДН2 и восстановления НАДН (катализируются Дигидролипоил дегидрогеназой, Е3).
Рис. Реакции образования НАДН
Похожие статьи
-
Способы получения энергии в клетке - Основы биоэнергетики
Антуан Лавуазье в конце XVIII века показал, что животный организм потребляет из воздуха кислород и выделяет углекислый газ. Сделал вывод, что горение и...
-
Катаболизм - Основы биоэнергетики
Катаболизм - расщепление и окисление сложных органических молекул до более простых конечных продуктов с высвобождением энергии. Большая часть...
-
Анаболизм - Основы биоэнергетики
Анаболизм - это биосинтез белков, полисахаридов, липидов, нуклеиновых кислот и других макромолекул из молекул-предшественников. Поскольку процесс...
-
Аденозинтрифосфат - Основы биоэнергетики
АТФ самая обновляемая молекула в организме человека. Время жизни - не более минуты, поэтому в течении суток проходит ~ 2000-3000 циклов ее ресинтеза, при...
-
Метаболизм или обмен веществ - Основы биоэнергетики
Метаболизм - это совокупность химических реакций, протекающих в организме. При этом процессы, происходящие в просвете желудочно-кишечного тракта, не...
-
Внутримитохондриальное окисление. Окислительное фосфорилирование - Биологическое окисление
Митохондрии поглощают до 80-90% всего потребляемого клеткой кислорода. Все компоненты внутримитохондриального окисления встроены во внутреннюю мембрану...
-
На примитивной Земле протекали различные химические процессы, но особую роль играли те из них, в основе которых лежит фосфор. В конечном счете именно с...
-
Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) состоит из органического основания аденина (I), углевода рибозы (II) и трех остатков фосфорной кислоты (III)....
-
Аллостерическая регуляция. Фермент изменяет активность с помощью нековалентно связанного с ним эффектора. Связывание происходит в участке,...
-
Способы образования мезодермы. - Гаструляция и нейруляция
У большинства животных в процессе развития происходит образование и третьего зародышевого листка - мезодермы. Несмотря на многообразие вариаций, и...
-
Методы исследования обмена веществ - Основы биоэнергетики
В современных биохимических исследованиях широко используют такие методы как Хроматография , Рентгеноструктурный анализ , ЯМР-спектроскопия , Электронная...
-
Химический состав микробов. Вода составляет основную массу микробной клетки - в капсульных бактериях ее больше, в бациллах меньше. В Aerobacter aceti...
-
Свойство белков - Основы генетики
Белки - высокомолекулярные соединения, построенные из аминокислот и являются одними из наиболее сложных по строению и составу среди всех органических...
-
Внемитохондриальное окисление - Биологическое окисление
Внемитохондриальное окисление протекает в ЭПС, пероксисомах, на внешней мембране митохондрий, цитозоле. Этот вид окисления в разных тканях расходует...
-
Регуляция синтеза гема, Нарушения синтеза гема - Порфирии - Первичная структура белков
Регуляторными ферментами являются АЛК (аминолевулинатсинтетаза) и Аминолевулинатдегидрогеназа. АЛК - синтаза является главным регуляторным ферментом,...
-
Ионизирующее излучение объединяет в себе радиоактивные излучения ( б, в, г - лучи), жесткое рентгеновское излучение, а также поток протонов и нейтронов....
-
В природе существует два способа размножения растений: половой (семенной) и вегетативный. Оба эти способа имеют как свои преимущества, так и недостатки....
-
В цитозоле клеток 20 различных аминокислот присоединяются б-карбоксильной группой к 3'-гидроксильному акцепторному концу соответствующих тРНК с...
-
Введение, Краткая история учения о биологическом окислении - Биологическое окисление
Биологическое окисление - это совокупность окислительных процессов, протекающих в живых организмах. Биологическое окисление выполняет ряд важных Функций...
-
Введение - Биосинтез белков. Ген и его роль в синтезе белков
Способность клеток поддерживать высокую упорядоченность своей организации в хаотичной Вселенной зависит от генетической информации, которая реализуется,...
-
Апоптоз - Характеристика основ иммунологии
Пролиферация клеток Количество клеток в ткани регулируется двумя процессами-- Пролиферацией Клеток и " Программированной, или физиологической, гибелью...
-
Фагоцитоз - Характеристика основ иммунологии
Сущность фагоцитоза можно описать буквально в нескольких словах. При этом процессе особые клетки-фагоциты "вычисляют", пожирают и переваривают вредные...
-
Способы существования и типы жизни - Прокариотические организмы и их роль в биоценозах
В зависимости от того, какой источник энергии могут использовать прокариоты, их делят на фототрофофв (источник энергии - свет) и хумотрофов (источник...
-
Как известно гимнастика -- одно из древнейших средств физического воспитания. Еще 120-130 лет назад под гимнастикой подразумевали любую форму занятий...
-
Самомассаж как способ отдохнуть - Основы методики самомассажа
Самомассаж может стать хорошим отдыхом, это прекрасный способ релаксации! С его помощью действительно можно отдохнуть. Самомассаж выполняют в любом...
-
Хемосинтез - синтез органических соединений из неорганических веществ с использованием химической энергии, выделяющейся в реакциях окисления...
-
Роль ферментов в жизнедеятельности животных, растений и микроорганизмов колоссальна. Благодаря каталитической функции разнообразные ферменты обеспечивают...
-
Процесс метаболизма - Обмен веществ в организме и защитные механизмы
Метаболизм (от греч. "превращение, изменение"), обмен веществ - полный процесс превращения химических веществ в организме, обеспечивающих его рост,...
-
Поражаемая система, Механизм действия - Токсикология мышьяка
Различают следующие типы отравлений мышьяком, которые могут явиться причиной летальных исходов: Паралитический, возникающий при огромных дозах мышьяка;...
-
Транспорт питательных веществ в бактериальную клетку - Физиология микроорганизмов
Пассивный - облегченная диффузия, в следствии разности концентрации питательных веществ, без затрата энергии. Отвечает за транспорт цитоплазматическая...
-
Передача наследственной информации при половом размножении - Основы генетики
Наследственность - это присущее всем организмам свойство обеспечивать в ряду поколений преемственность признаков и особенностей развития, то есть...
-
Трансляция - Биосинтез белков. Ген и его роль в синтезе белков
Трансляция - важная составная часть общего метаболизма, и ее сущность заключается в переводе генетической информации с мРНК, являющейся первичным...
-
ПРИЧИНА СТАРЕНИЯ - Белки - основа жизни
Каждая клетка - это живой организм. Клетка растет и развивается, поглощая питательные вещества, и выделяет отработанные. Клетка делится, создавая новые...
-
Синтез белка - Белок в жизни живых организмов
Биосинтез белка происходит в результате трансляции в субклеточных частицах - рибосомах, представляющих собой сложный рибонуклеиновый комплекс. Информация...
-
Химический состав - Технология получения препаратов на основе прополисаа
Примерный химический состав прополиса по В. Г. Чудакову (1979) представлен растительными смолами (от38 до 60 %), которые состоят из смеси органических и...
-
Особенности биоэнергетики растущего организма - Возрастная биохимия
Течение энергетических процессов определяется направленностью метаболизма, потребностью тканей в энергии и характером питания. Энергозатраты растущего...
-
Перспективность использования растительных препаратов в медицине обусловлена также возможной минимизацией их токсических эффектов в млекопитающих, что...
-
Получение бионаночастиц серебра методом химического восстановления в растворах Наночастицы серебра в водных растворах получают путем восстановления ионов...
-
Бионаночастицы не разрушаются под действием длительного облучения. Их свойства нашли широкое применение в сфере изучения различных биологических...
-
Этапы биосинтеза белка, Транскрипция - Биосинтез белков. Ген и его роль в синтезе белков
Транскрипция Мост между геном (кодонами) и белком обеспечивается РНК. Точнее, информация, закодированная в последовательности азотистых оснований ДНК,...
Два способа синтеза АТФ, Окисление пирувата до ацетил-КоА - Основы биоэнергетики