Биохимия - Химические реакции в живой клетке Том 2 - Д. Мецлер 1980

О том, как электроны встречаются с кислородом, как при этом образуется ATR и о некоторых родственных явлениях

В этой главе мы рассмотрим процессы окисления восстановленных переносчиков водорода NADH и FADH₂. Нам лучше знакомо аэробное дыхание, поскольку оно протекает и в нашем организме. Атомы водорода, входящие в состав NADH, FADH₂ и других восстановленных переносчиков, проходят по цепи дополнительных переносчиков, характеризующихся постепенно возрастающим положительным восстановительным потенциалом и в конце концов взаимодействуют с О₂, образуя Н₂О. Фактически происходит перенос не атомов водорода, а только электронов. Ядра атомов водорода, вероятно, свободно перемещаются по растворителю в виде протонов. По этой причине цепь переносчиков, часто называют цепью переноса электронов или дыхательной цепью. При окислении NADH и FADH₂ клетка получает значительно больше энергии, чем при брожении, и, следовательно, химия цепи переноса электронов и связанных с ней реакций синтеза АТР приобретает исключительно важное значение.

Некоторые организмы, особенно бактерии, получают энергию путем окисления Н₂, H₂S или Fe²⁺, а не окисления органических субстратов. Кроме того, некоторым специализированным бактериям свойственно анаэробное дыхание, при котором NO^-₃, SO^2-₄ или СО₂ являются окислителями либо восстановленных переносчиков, либо восстановленных неорганических соединений. В этой главе мы рассмотрим эти процессы, поставляющие энергию, а также химию реакций, в результате которых атомы кислорода из молекулы О₂ входят в органические соединения. Происходящие в клетках окислительные процессы исследовать довольно трудно главным образом потому, что соответствующие ферменты в клетке расположены на мембранах или внутри мембран. В бактериях эти ферменты расположены на внутренней стороне плазматической мембраны или на мембранах мезосом. У эукариот эти ферменты находятся во внутренней мембране митохондрий и в меньшей степени: в мембранах эндоплазматического ретикулума. Особенно много неудач было связано с изучением окислительного фосфорилирования (стр. 391). Большие трудности вызвало выделение участвующих в процессе компонентов, но еще труднее оказалось снова собрать эти Компоненты в активно функционирующую систему.