ЗАГАЛЬНА МІКРОБІОЛОГІЯ - Т.П. Пирог - 2004

11. ОСНОВНІ МЕХАНІЗМИ ОБМІНУ РЕЧОВИН І ПЕРЕТВОРЕННЯ ЕНЕРГІЇ У МІКРООРГАНІЗМІВ

11.6. ДИХАЛЬНИМ ЛАНЦЮГ І ФОСФОРИЛЮВАННЯ (СИНТЕЗ АТФ) ПРИ ПЕРЕНЕСЕННІ ЕЛЕКТРОНІВ

Відомі два основні механізми синтезу АТФ: субстратне фосфорилювання та фосфорилювания при перенесенні електронів. У той час як більшість анаеробних мікроорганізмів здатні синтезувати АТФ тільки фосфорилюваниям на рівні субстрату» аероби можуть значно ефективніше регенерувати АТФ. Вони мають особливий апарат: дихальний (електронтранспортний) ланцюг та фермент АТФ-синтазу. Обидві ці системи у прокаріот містяться у плазматичній мембрані, а у еукаріот — на внутрішній мембрані мітохондрій.

При окисненні субстратів утворюються відновлю вальні еквіваленти (протони та електрони), які у вигляді НАДН (у разі окисиення органічних субстратів) надходять у дихальний ланцюг. Основним джерелом НАДН підчас вирощування мікроорганізмів на глюкозі є цикл трикарбонових кислот. Крім того, НАДН утворюється в початкових реакціях катаболізму глюкози:

на етапі утворення 1,3-дифосфогліцерату а гліцеральдегід- 3-фосфату при катаболізмі глюкози за гліколітичиим і КДФГ- шляхами;

при окисненні глюкози до глюконату за участю НАД' -залежної глюкозодегідрогенази.

У дихальному ланцюгу при окисненні НАДН (тобто при перенесенні електронів від НАДН на кисень або інший акцептор електронів) вивільнюється енергія, яка використовується для синтезу АТФ.

Донором електронів для дихального ланцюга, крім НАДН, с також сукцинат. Один із ферментів ЦТК сукцинатдегідрогеназа окиснює сукцинат до фумарату. Сукцинатдегідрогеназа переносить електрони від сукцинату на ФАД, від якого електрони надходять у дихальний ланцюг.

Для того щоб зрозуміти, як відбувається синтез АТФ при перенесенні електронів, необхідно знати: компоненти дихального ланцюга; їх окисно-відновні потенціали; взаєморозміщення компонентів ланцюга у мембрані.