|
6.2. Biologik oksidlanish
Tirik organizmda biologik oksidlanishning ahamiyati katta. Barcha tirik organizmlarning hayot kechirishi uchun zarur bo`lgan energiya ularning tanalarida murakkab birikmalar kimyoviy bog`larining uzilishi natijasida hosil bo`ladi.
Energiya ajratish bilan boradigan bu reaktsiya biologik sistemalarning yuksak shakllari, asosan to`qima va hujayralarda kechadigan oksidlanish hodisalaridan iborat.
Oksidlanish jarayonlarida ayniqsa Krebs siklida ajralgan vodorod mitoxondriya membranasida joylashgan biologik oksidlanish zanjiriga kirib, molekulyar kislorod bilan oksidlanadi. Hatijada energiya ajralib chiqib, suv (H2O) hosil bo`lishi ro`y beradi. Bu jarayon murakkab birikmalarni organizmda kislorod biriktirib parchalanishi natijasida hosil bo`ladigan oxirgi mahsulotlarni tashqi muhitda yonishidan hosil bo`ladigan CO2 va H2O ning o`zi ekanligi aniqlangan. Lavuazye davridan boshlab bu jarayon sekinlik bilan yonish deb tushuntirilgan. Energetik nuqtai nazardan suv hosil bo`lishi energiyaning ko`p miqdorda ajralishi bilan xarakterlanadi.
Ba`zi mikroorganizmlar energiyani molekulyar kislorod ishtirokisiz boradigan kimyoviy reaktsiyalar orqali olishi mumkin, hayvon organizmi hujayralari ham kislorod yetishmaganda murakkab birikmalarni anaerob parchalanishidan energiya manbai sifatida foydalanadi. Lekin bir hujayrali aerob organizmlar va ko`p hujayrali turlarda kimyoviy energiyaning asosiy qismi oziqa moddalarining molekulyar kislorod bilan oksidlanishi natijasida hosil bo`ladi. Bu jarayonlar organizm to`qima va hujayralarida kechganidan biologik oksidlanish to`qimaning nafas olishi yoki hujayraning nafas olishi deb aytiladi.
Biologik oksidlanish reaktsiyalari fermentlar ishtirokida boradi. Proton va elektronlarni oksidlanayotgan metabolitdan kislorodga tashilishi 4 guruh fermentlar ishtirokida yuz beradi.
1. Piridinga bog`liq bo`lgan degidrogenazalar – kofermenti NAD, NADF
2. Flavinga bog`lq bo`lgan degidrogenazalar –prostetik guruh sifatida FAD, FMN
3. Elektronlar ubixinon (koenzim Q) ishtirokida sitoxromlarga o`tkaziladi, protonlar tashqi muhitga o`tadi.
4. Sitoxromlarning– 5 xili – b, c1, c, a, a3 mavjud
Moddalarning oksidlanish jarayonlari quyidagilarga bog`liq:
oksidlanadigan substratdan vodorodning ajralib chiqishi – degidrirlanish;
substratladan elektron yo`qotilishi;
kislorodni substratga birikishi. Ushbu reaktsiylar bir xil ahamiyatga va tirik hujayrada oz o`rniga ega.
Oksidlanish jarayoni ya`ni vodorodni yoki elektronni birikishi, alohida bormasdan qaytarilish reaktsiyasi bilan tutashadi. Ikkala - oksidlanuvchi va qaytariluvchi moddalar oksidlanish-qaytarilish jufti yoki redoks-juftligini hosil qiladi.
Turli xil moddalarning oksidlanish va qaytarilish xossalari ularning elektronga moyilligiga bog`liq. Substrat o`zining elektronini qancha osonlik bilan bersa, uning qaytarilish xossasi shunchalik kuchli bo`ladi. Aksincha, elektronga juda moyillik uning oksidlanish xossasini yuqori ekanligini namoyon qiladi. Istalgan oksidlanish-qaytarilish juftining qaytarilish reaktsiyasiga qobiliyati standart oksidlanish-qaytarilish potentsiali yoki redoks potentsial bilan belgilanadi. U oksidlovchi yoki qaytariluvchi 1,0 mol/l kontsentratsiyada 25˚C va pH 7,0 bo`lgan sharoitda yarim o`tkazgichda yuzaga keladigan elektr harakatlantiruvchi kuchi (voltlarda) ifodalanadi hamda elektrod bilan muvozanatda bo`lib, qaytaruvchidan elektronni qaytadan qabul qilishi mumkin.
Oksidlanish-qaytarilish juftining standart redoks potentsiali H2 ↔ 2H+ + 2e- tenglamasiga mos holda shartli ravishda 0 deb qabul qilingan. pH 7,0 ga teng bo`lgan fiziologik sharoitda, ya`ni hamma oksidlanish-qaytarilish juftlarining standart redoks potentsiallari o`lchanadigan sharoitda sistemaning redoks potentsiali H2/ 2H+ + 2e- -0,42 V ga teng. Uning manfiy qiymatga ega ekanligi qaytarilish xossasining kuchli ekanligini bildiradi. Redoks-potentsial qanchalik ko`p manfiy qiymatga ega bo`lsa, redoks juftning elektron berish xossasi, ya`ni qaytaruvchilik vazifasini bajarishi shuncha yuqori bo`ladi. Aksincha, redoks-potentsial qancha ko`p musbat bo`lsa, redoks – juftning elektron qabul qilishi, ya`ni oksidlovchilik xossasi shuncha yuqori. Masalan, NAD∙H+H+ / NAD+ juftining redoks potentsiali -0,32 V ga teng bo`lib, uning elektron berish qobiliyati kuchli ekanligini bildiradi, ½ O2 / H2O juftining redoks potentsiali esa yuqori musbat qiymatga + 0,81 V ga teng, shuning uchun kislorodning elektron qabul qilish xossasi kuchli.
Redoks-potentsial qiymati biologik oksidlanishda elektronlar oqimining yo`nalishini oldindan aytib berish va bir redoks-juftdan boshqasiga elektronlarning o`tkazilishida energiyaning o`zgarishini hisoblash imkonini beradi.
Oksidlanish substratlari oqsil, yog` va lipidlarning katabolizmi borishi jarayonida hosil bo`ladi. Bu substratlar hujayrada joylashgan degidrogenazalar ishtirokida amalga oshadigan biologik oksidlanishning ko`p tarqalgan turi, ya`ni degidrirlanishga uchraydi. Bunday degidrirlanish reaktsiyalarida vodorodning aktseptori sifatida kislorod emas, boshqa substrat bo`lsa, bunday reaktsiyalar anaerob oksidlanish; agar vodorodning aktseptori kislorod bo`lib, suv hosil qilinsa, bunday biologik oksidlanish reaktsiyalari to`qima nafas olishi deb aytiladi.
Anaerob oksidlanish reaktsiyalarida nikotinamidga bog`liq degidrogenazalar ishtirok etib, organik substratdan ajralib chiqqan vodorodning aktseptori vazifasini NAD+ va NADF+, flavinga bog`liq degidrogenazalar ishtirokidagi vodorodning aktseptori vazifasini FMN va FAD bajaradi. Degidrirlanish substratlari mitoxondriyadan tashqarida hosil bo`ladi va keyin mitoxondriya ichiga o`tkaziladi hamda u yerda moddalarning oksidlanish reaktsiyalari amalga oshadi.
Do'stlaringiz bilan baham: |
