Основы биохимической инженерии Часть 1 - Бейли Дж., Оллис Д. 1989

Стехиометрия и энергетика метаболических превращений
Дыхание

Дыханием называется сопровождающийся выделением энергии процесс, в котором органические или восстановленные неорганические соединения окисляются в результате взаимодействия с неорганическими веществами. Как показано в табл. 5.4, в различных бактериях процесс дыхания осуществляется с участием различных восстановителей и окислителей. Если окислителем является не кислород, то процесс называют анаэробным дыханием, а термин аэробное дыхание применяют в тех типичных для эукариот и многих бактерий случаях, когда роль окислителя выполняет О₂. Напомним, что литотрофы используют неорганические восстановители. Примеры литотрофов также приведены в табл. 5.4. По имеющимся в настоящее время данным все литотрофы являются аутотрофами, так как источником углерода для них служит СО₂.

Таблица 5.4. Восстановители и окислители в процессах дыхания бактерий^a

^а Из книги: Sisłrom W. R., Microbial Life, 2d ed., table 4-2, p. 53, Holt, Rinehart and Winston, Inc., New York, 1969.

В большинстве форм дыхания органические вещества окисляются под действием кислорода. Далее в настоящем разделе мы будем рассматривать только такую форму дыхания и, употребляя термин «дыхание», будем подразумевать только аэробный процесс. Удобно подразделять весь процесс дыхания на две фазы, в первой из которых органические вещества окисляются до СО₂, а атомы водорода (электроны) захватываются NAD. В следующей фазе атомы водорода участвуют в ряде последовательных химических превращений, в результате которых из ADP регенерируется АТР, а сами атомы водорода соединяются с кислородом, образуя воду. Ниже мы рассмотрим эти две фазы более детально.