Biologik oksidlanish haqida umumiy tushuncha. Redoks tizimlari va potentsiallari

Biologik oksidlanish haqida umumiy tushuncha.

Redoks tizimlari va potentsiallari.

Barcha turdagi ishlarni (kimyoviy, mexanik, elektr va osmotik) bajarish uchun ishlatiladigan energiya manbai kimyoviy bog'lanishning energiyasidir. Uglevodlar, yog'lar, oqsillar va boshqa organik birikmalardan energiya chiqishi ularning oksidlanish-qaytarilish jarayoni parchalanishi paytida yuz beradi. Chiqarilgan energiya ATP sinteziga sarflanadi.

Oksidlanish va qaytarilish reaktsiyalarini tavsiflovchi erkin energiyaning o'zgarishi reaktivlarning elektron berish yoki qabul qilish qobiliyatiga mutanosibdir. Binobarin, oksidlanish-qaytarilish jarayonining erkin energiyasining o'zgarishini nafaqat DG0 'qiymati, balki tizimning oksidlanish-qaytarilish potentsiali qiymati bilan ham tavsiflash mumkin (Eo). Odatda tizimning oksidlanish-qaytarilish potentsiali vodorod elektrodining potentsiali bilan taqqoslanib, ikkinchisini nol, pH = 0 bo'lganida 0V deb qabul qiladi. Ammo biologik tizimlar uchun oksidlanish-qaytarilish potentsialini pH = 7.0 (Eo ') dan foydalanish qulayroq; bu pH qiymatida vodorod elektrodining potentsiali -0.42V ga teng.

1-jadval yordamida bitta oksidlanish-qaytarilish tizimi konjugatsiya qilinganida elektronlar oqimi qaysi yo'nalishda ketishini taxmin qilishingiz mumkin.

Jadval 1. Ba'zi oksidlanish-qaytarilish tizimlarining standart potentsiallari.

Eo / Volt tizimi	Eo / Volt tizimi
Kislorod / suv +0.82	Kislorod / suv +0.82
Sitoxrom a: Fe3 + / Fe2 + +0.29	Sitoxrom a: Fe3 + / Fe2 + +0.29
Sitoxrom c: Fe3 + / Fe2 + +0.22	Sitoxrom c: Fe3 + / Fe2 + +0.22
Ubiquinone: oksidlanish / qaytarilish +0.10	Ubiquinone: oksidlanish / qaytarilish +0.10
Sitoxrom b: Fe3 + / Fe2 + +0.03	Sitoxrom b: Fe3 + / Fe2 + +0.03
Fumarat / süksinat +0.03	Fumarat / süksinat +0.03
Flavoprotein: oksidlanish / qaytarilish -0.12	Flavoprotein: oksidlanish / qaytarilish -0.12
Oksaloatsetat / malat -0.17	Oksaloatsetat / malat -0.17
Piruvat / laktat -0.19	Piruvat / laktat -0.19
Asetoatsetat / gidroksibutirat -0.27	Asetoatsetat / gidroksibutirat -0.27
Lipoat: oksid. / Reduksiya. -0.29	Lipoat: oksid. / Reduksiya. -0.29
OVER + / OVER -0.32	OVER + / OVER -0.32
H + / H2 -0.42	H + / H2 -0.42

Hujayrada kisloroddan foydalanish usullari.

Hujayrada kisloroddan foydalanishning uchta usuli bor, ular quyidagi reaktsiyalar bilan tavsiflanadi:

1) oksidaza yo'li (ta'minlangan kislorodning 90% sitoxrom oksidaza fermenti ishtirokida H2O ga kamayadi)

02 + 4e + 4H + → 2H2O
2) oksigenaza yo'li (bitta kislorod atomining substratga qo'shilishi - monooksigenaza yo'li, ikkita kislorod atomlari - dioksigenaza yo'li) - monooksigenaza yo'li -

3) erkin radikal yo'li (u fermentlar ishtirokisiz ketadi va ATP hosil bo'lmaydi).

Kisloroddan oksidaza usuli. Mitoxondriya. Fermentlar, ularning lokalizatsiyasi va oksidlanish jarayonidagi ahamiyati.

Mitoxondriya haqli ravishda hujayraning "elektr stantsiyalari" deb nomlanadi, chunki aynan shu organoidlarda oksidlanish jarayonlari bilan ta'minlanadigan energiya olinadi. Oksidlanish jarayonlarini yuqori energiyali oraliq ATP hosil bo'lishi bilan konjugatsiyalash uchun mitoxondriyal tizim oksidlovchi fosforillanish deb ataladi.

Mitoxondriyaning aksariyat metabolitlari uchun o'tkazuvchan tashqi membranasi va matritsaga (mitoxondriyaning ichki makoni) qarab chiqib turadigan ko'plab burmalari (kristalari) bo'lgan tanlab o'tkazuvchan ichki membranasi mavjud. Tashqi membranani raqamonin bilan davolash orqali olib tashlash mumkin; u monoamin oksidaza va ba'zi boshqa fermentlarning mavjudligi bilan tavsiflanadi (masalan, asil-KoA sintetaza, glitserofosfat asiltransferaza, monoatsilgliserofosfat asiltransferaza, fosfolipaza A2). Adenilat kinaz va kreatin kinaz membranalararo bo'shliqda joylashgan. Fosfolipid kardiolipin ichki membranada joylashgan.

Matritsada limon kislotasi tsiklining eruvchan fermentlari va yog 'kislotalarining b-oksidlanish fermentlari mavjud, shu sababli metabolitlar va nukleotidlarni ichki membrana orqali tashish mexanizmlariga ehtiyoj seziladi. Süksinat dehidrogenaza ichki mitoxondriyal membrananing ichki yuzasida lokalizatsiya qilinadi, u erda nafas olish zanjirining kamaytiruvchi ekvivalentlarini ubiquinone darajasida (birinchi oksidlanish-qaytarilish tsiklini chetlab o'tib) o'tkazadi. 3-gidroksibutirat dehidrogenaza ichki mitoxondriyal membrananing matritsa tomonida joylashgan. Glitserol-3-fosfat dehidrogenaza ichki membrananing tashqi yuzasida joylashgan bo'lib, u glitserofosfat moki mexanizmining ishlashida ishtirok etadi.