Катаболизм - Основы биоэнергетики

Катаболизм - расщепление и окисление сложных органических молекул до более простых конечных продуктов с высвобождением энергии. Большая часть высвобожденной энергии рассеивается в виде тепла. Меньшая часть этой энергии "захватывается" коферментами окислительных реакций НАД И ФАД и используется для синтеза АТФ.

Следует заметить, что атомы водорода, высвобождаемые в реакциях окисления веществ, могут использоваться клеткой только по двум направлениям: метаболизм анаболизм катаболизм трикарбоновая

    - на Анаболические Реакции в составе НАДФН. - на Образование АТФ В митохондриях при окислении НАДН и ФАДН2.

Процесс катаболизма в организме человека условно подразделяется на три этапа:

I этап. Происходит в ротовой полости, желудке и кишечнике (переваривание пищи). В лизосомах и пироксисомах при расщеплении отработанных молекул. При этом освобождается около 1 % энергии, заключенной в молекуле. Она рассеивается в виде тепла.

II этап. Вещества, полученные при внутриклеточном гидролизе или проникающие в клетку из крови, в основном превращаются в ацетил-КоА, и в значительно меньшем количестве - в некоторые метаболиты. Второй этап локализуется в цитозоле и митохондриях. Часть энергии рассеивается в виде тепла и примерно 13 % энергии вещества усваивается, т. е. запасается в виде макроэргических связей АТФ.

Рис. Схема общих и специфичных путей катаболизма

Рис. Схема строения кофермента А

III этап. Все реакции этого этапа идут в митохондриях. Ацетил-КоА включается в реакции цикла трикарбоновых кислот (ЦТК) в результате образуется три молекулы восстановленного НАДН*, одна молекула восстановленного ФАДН 2 И в результате реакции субстратного фосфорилирования одна молекула ГТФ (АТФ). Далее, полученные восстановленные эквиваленты (НАДН* и ФАДН2) служат субстратами цепи дыхательных ферментов, расположенных на внутренней мембране митохондрий (цепь переноса электронов, ЦПЭ). В результате протекающих здесь процессов (окислительного фосфорилирования) формируется градиент концентрации протонов или трансмембранный протонный потенциал, благодаря которому ферментный комплекс - АТФ-синтетаза продуцирует главный продукт биологического окисления - АТФ. Электроны, которые при этом неизбежно образуются при постепенном перемещении с возрастанием окислительно-восстановительного потенциала переносятся на акцептор - кислород (в результате образуется вода).

Часть выделенной на этом этапе энергии молекулы рассеивается в виде тепла и около 46 % энергии исходного вещества запасается в макроэргических связях АТФ и ГТФ.

Похожие статьи




Катаболизм - Основы биоэнергетики

Предыдущая | Следующая