Краткая история учения о биологическом окислении

На первых этапах изучения процессов окисления были предложены теории активации кислорода, в которых предполагался какой-то механизм активации кислорода, поскольку кислород в организме является более активным окислителем, чем вне организма. К теориям этого направления относится, в частности, перекисная теория А.Н. Баха (1847 г.). Согласно ей, в организме есть вещества, которые, взаимодействуя с молекулярным кислородом, образуют перекисные вещества, в которых кислород становится более активным.

Впоследствии кислород в составе перекиси окисляет многие субстраты в организме. В результате к окисленному веществу присоединяется кислород. Эта теория носит частный характер.

Позже (1911 г.) возникла теория дегидрирования А.В. Палладина. Согласно ей, вещества окисляются не путём присоединения кислорода, а путём потери атомов водорода. В первую анаэробную фазу окисления происходит перенос атомов водорода с субстрата (RH₂) на акцептор (X) при участии ферментов дегидрогеназ:

RH₂ + X = R + XH₂

Во вторую аэробную стадию окисления атомы водорода переносятся с восстановленного акцептора (ХН₂) на кислород. Акцептор при этом окисляется и повторно участвует в дегидрировании субстрата

XH₂ + O₂ = X + H₂O

По теории Палладина допускалось участие в окислительных процессах кислорода воды. Теория Палладина более универсальна и положена в основу современных представлений о биологическом окислении.

Процессы биологического окисления могут протекать в разных отсеках клетки. Принято выделять 2 вида окисления: внутримитохондриальное и внемитохондриальное.

Внутримитохондриальное окисление протекает на внутренней мембране митохондрий, выполняет энергетическую функцию.

Внемитохондриальное окислениепротекает в цитозоле, ЭПС, пероксисомах и на внешней мембране митохондрий. Оно в основном участвует в биосинтетических и детоксикационных процессах.

В этих видах окислениях участвует большое количество ферментов, коферментов, переносчиков электронов. К ферментам участвующим в биологическом окислении относятся дегидрогеназы, оксигеназы, пероксидазы.