Етапи біологічного окнснення
І- дегідрування субстратів - продуктів розпаду білків, жирів та вуглеводів за участю дегідрогеназ, які містять кофермент НАД*, НАДФ+(вони є акцепторами водню), наприклад:
ІІ- акцептором атомів водню є група флавіновихферментів(містять коферменти ФМН і ФАД), наприклад:
ІІІ - акцептором водню є убіхінони (коензим Q), наприклад:
IV- з коензимуQ іони водню переходять у навколишнє середовище, а електрони поступають на цитохромну систему, яка складається з оксидоредуктаз, у яких лебідковою часткою є залізопорфірини.У цитохромній частині є фермент цитохромоксидаза,який переносить електрони з коензиму Qна кисень, останній, сполучаючись з іонізованими атомами водню, утворює воду, наприклад:
Під час клітинного дихання крім водиутворюється СО2і виділяється енергія.
Загальний вигляд дихального ланцюга мітохондрій та комплексів І, II,Ш, IV,які переносять електрони:
Цикл Кальвіна- головний шлях асиміляції СО2. Це циклічний процес, в який вводиться СО2 і з якого виходить вуглевод. Процес можна розділити на три фази:
перша фаза - карбоксилирование СО2. Вуглекислий газ, зв'язуючись з рібулозобіфосфатом (фосфатом цукру з п'ятьма атомами С), утворює дві молекули фосфогліцерата. Цю реакцію каталізує рібулозобіфосфат-карбоксилаза;
друга фаза - відновлення. Фосфогліцерат за участю NADP * Н (відновник) і АТР (донор енергії) відновлюється до 3-фосфогліцеральдегіда. Ця послідовність реакцій є звернення окислювальних етапів гліколізу;
третя фаза - регенерація. Кожна шоста молекула фосфогліцеральдегіда виходить з циклу, і з цієї речовини утворюється фруктозо-1,6-біфосфат. З фруктозо-1,6-біфосфату синтезуються глюкоза, сахароза крохмаль і т. Д. З інших молекул фосфогліцеральдегіда за участю нових молекул АТР регенерується рібулозобіфосфат.
Як проміжних продуктів утворюються різні фосфати цукрів.
Із закінченням цієї фази цикл замикається. Ферменти циклу знаходяться в стромі хлоропласта, а рібулозобіфосфат-карбоксилаза - на зовнішній стороні тілакоідних мембран.
Гліколіз.Умовно гліколіз можна розділити на дві стадії:
1. Ізомеризація глюкози у фруктозу і розщеплення останньої на дві таутомерні тріози: глицеральдегид і диоксиацетон.
2. Окислення Гліцеральдегід в пировиноградную кислоту (піруват) з подальшим відновленням останньої в ряді випадків в молочну кислоту (лактат).
Перша стадія починається з ферментативного фосфорилювання гексоз і розщеплення фруктозо-1,6-дифосфата на дві тріози.
Дігідроксіацетон термодинамічно більш стабільний, ніж глицеральдегид, що пояснює їх співвідношення в рівноважної суміші. Однак саме глицеральдегид продовжує ланцюг метаболічних перетворень в другій стадії гліколізу, пов'язаної з окисленням його до піровиноградної, а в ряді випадків - до молочної кислоти.
У другій стадії аеробного окислення пировиноградная кислота піддається окислювальному декарбоксилюванню з утворенням ацілірованная по групі SH коферменту А - ацетил-S-KoA . Високою енергоємністю характеризується третя стадія аеробного окислення глюкози - дисиміляція двох молей ацетил-S-КоА в циклі трикарбонових кислот (ЦТК, або циклі Кребса, або циклі лимонної кислоти). У загальному вигляді матеріальний баланс перетворень молекули Ac-S-KoA в циклі Кребса полягає в наступному: Загальнийенергетичний вихід аеробного окислення глюкози до СО2 і Н2О - 38 високоенергетичних зв'язків АТФ. Ферменти (постадійно):1 - цитратсинтетаза; 2 - аконітаза; 3 - гідратаза; 4 - НАД-залежна ізоцитратдегідрогеназа; 5 - декарбоксилаза; 6 - оксоглутаратдегідрогеназний комплекс; 7 - сукцинатдегідрогеназа, ФАД; 8 - фумарази; 9 - малатдегідрогеназа. Окислювальне фосфорилювання- це фосфорилювання АДФ, Пожалуйста пов'язане з процесами окиснення в організмі та супроводжується Утворення АТФ.