Общие и специфические пути катаболизма

В организм поступают питательные вещества: углеводы, белки, жиры. Они идут по специфичным для каждого путям катаболизма. В результате образуется ПВК и ац КоА

белки углеводы Ж.К. Жиры

ам.к. глю Глицерин

общие пути – единое продолжение специфических путей

ПВК à окислительное декарбоксиливование ПВК

à ЦТК

ац КоА

Метаболизм включает в себя два взаимосвязанных процесса: катаболизм и анаболизм. Между ними три мостика:

- катаболизм обеспечивает анаболизм энергией (Е); анаболизм оба процесса – ферментами;

- обеспечивают друг друга субстратами,

- при катаболизме идёт окисление веществ, при анаболизме восстановление.

Е в организм поступает, будучи аккумулирована в химических связях сложных веществ: углеводов, белков, жиров пищи(S).

Происходит биологическое окисление (тканевое дыхание – перенос 2Н от S к О2 с образованием Н2О через полиферментативную цепь переноса е- и протонов), и энергия отнятых от S электронов запасается в доступной для использования форме – в макроэргич. связях АТФ. (АТФ - главный и универсальный макроэрг, его синтезируется 62 кг/сут, столько же расходуется.Средняя продолжительность жизни 1 мин; 20-30 г – постояннo присутствуют в организме).

макроэнергетич. связи

NH2

N N

O O O

|| || ||

HO – P ~ O – P ~ O – P – O N N

| | \

HO HO CH2

восстановит.

растения СО2 + Н2О = С6Н12О6 + О2 (фотосинтез)

синтез

окислительныйТкан. Дых, О.Ф.

животные S СО2 + Н2О + Е

распад (поддержание пост.

температ. тела)

50% запас в виде 50% тепло

АТФ и др. макроэн.

Макроэргической (~) высокоэнергетической называется связь, при гидролизе которой высвобождается Е выше 24 кДж/моль (5кКал).

Энергетические эффекты

Е окисляемых веществ

АДФ+Н3РО4 АТФ+Н2О

мышечные синтез электрическая осмотическая

сокращения эндергический работа работа

(трансмембр. (трансмембранная

электрич. разность

потенциал) концентр)..

Окислительное фосфорилирование - синтез АТФ из АДФ и фосфорной кислоты за счёт энергии выделяющейся при тканевом дыхании. Тканевое дыхание - окисление органических вешеств в организме кислородом воздуха с образованием СО2 и Н2О. Во внутренней мембране МХ расположена цепь переноса электронов (ЦПЭ)

Мы знаем, что реакция горения Н2 + ½ О2 à Н2О идёт со взрывом. Но в организме взрыва не происходит из-за поэтапного, постепенного высвобождения Е, - это обеспечивает ЦПЭ. На каждом её этапе происходит высвобождение порции Е (величина которой в электроновольтах равна разности стандартных восстановительных потэнциалов сопряженных ред-окс пар) Е

системы понижается за счёт совершения работы по переносу Н в межмембранное пространство МХ. В ЦПЭ электроны перемещается направленно. Это обеспечивается не только последовательным расположением ферментов цепи, но и тем, что каждое последующее звено

ЦПЭ (ред-окс пары) является менее электроотрицательным, т.е. к нему е притягиваются с большей силой, чем к предыдущему.

Итак, ЦПЭ от субстрата получает 2Н.

FМN и Q запросто переносят атомы H (через стадию образования FMNH2, QH2)

+ _ +

Но железосерный белок и цитохромы от Н (НàН + е) принимают только электроны, а Н выбрасываются в межмембранное пространство. Электроны в конечном итоге перемещаются на

_ 2-

цитохром АА3 и передаются на атомы. О + 2е à О.

СХЕМА:

Т.о. по обе стороны мембраны возникает разность электрохимических потенциалов

_ +

(= + рН). Т.е. получилось, что Е, выделяющаяся при переносе е и Н по ЦПЭ сосредоточилась в виде и электрохимического() и протонного (рН) градиента потенциалов.