Биохимия в таблицах схемах и графиках - С.Д. Жамсаранова 2009

Энергетический обмен

ОБЩАЯ СХЕМА ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ

1 - Пищеварение; 2,4 - катаболизм; 3 - анаболизм; 5 - экзергонические реакции; 6,7 эндергонические реакции

Развитие жизни на Земле пошло по пути использования в качестве главного экзоэргонического процесса, обеспечивающего энергетические потребности живых организмов, практически универсального для всей живой природы химического превращения — гидролиза одной из пирофосфатных связей аденозин-5-трифосфата.

Окисление органических веществ в организме кислородом (воздуха) с образованием воды и углекислого газа называется тканевым дыханием.

Тканевое дыхание включает:

а) отнятие водорода от субстрата (дегидрирование)

б) многоэтапный процесс переноса электронов на кислород.

Синтез АТФ из АДФ и Н₃РО₄ за счет энергии, выделяющейся при тканевом дыхании, называется окислительным фосфорилированием.

СТРУКТУРА МИТОХОНДРИЙ

Ферменты, отщепляющие водород от субстрата (дегидрогеназы), находятся в основном в матриксе митохондрий. Перенос электронов на кислород происходит при участии системы переносчиков, встроенных во внутреннюю мембрану митохондрий и образующих цепь переноса электронов (ЦПЭ).

В состав ЦПЭ входят 3 ферментных комплекса: NАDH-дегидрогеназа (I), QН₂-дегидрогеназа (III), цитохромоксидаза (IV), а также низкомолекулярные переносчики: гидрофобная молекула кофермента Q и цитохром с - небольшой по размерам белок. Все компоненты ЦПЭ расположены в митохондриальной мембране в порядке возрастания редокс-потенциала; самый высокий редокс-потенциал у кислорода. Это обеспечивает последовательное перемещение электронов от NАDH на кислород, при котором происходит выделение энергии на каждом этапе ЦПЭ.