Биологиялық тотығудың схемасы
1-саты. Тотығатын зат түрінде әртүрлі зат алмасуынан түзілген аралық органикалық қышқылдар, негізінен ҮКЦ-де түзілген органикалық қышқылдар болады. Органикалық қышқылдар сәйкес дегидрогеназалармен тотығады. Көптеген субстраттар пиридиндік ферменттермен тотығады. Бұл субстраттарға сукцинат пен a-глицерофосфат жатпайды. Субстратсутекті ПФ-ға беру арқылы тотығады,ал ПФсутекті қосу арқылы тотықсызданады ПФ(НАД НАДН2 –ге айналады).
Бұл сатыда түзілетін энергияның мөлшері шамалы.
2-саты. НАДН2 флавопротеиндермен тотығады. НАДН2 сутекті ФП-ға беру арқылы тотығады, ал ФП тотықсызданады. Бұл сатыда 46кДж энергия бөлінеді. Макроэргиялық байланыс түзу үшін 33кДж керек, ол бір молекула АТФ-тің синтезіне сәйкес келеді.
3-саты. ФПН2 сутек атомдарын убихинонға –КоQ-ға беру арқылы тотығады, ал убихинон тотықсызданады(КоQН2).
4-саты. Бт тізбегінің басынан алыстаған сайын протондар мен электрондардың арасындағы байланыс әлсірей түседі. КоQН2 деңгейіне келгенде 2Н → 2Н+ + 2е-протон ерітіндіге ауысады, ал электрондар цитохром жүйесіне беріледі:
5-саты. Убихиноннан бөлінген электрондар екі ферри 2Цхв(Fe3+ ) -ға қосылады, ал ол тотықсызданып ферроформаға 2Цхв(Fe2+ ) -ға ауысады.
3,4,5- сатылардағы бөлінген энергиялардың мөлшері аз болғандықтан, олар жылу түрінде таралып кетеді.
6-саты. 2Цхв(Fe2+ ) электрондарын феррицитохром 2Цх с1(Fe3+ ) –ге береді де тотығады, ал 2Цх с1 (Fe3+ ) тотықсызданып ферроформаға 2Цх с1 (Fe2+ ) -ге ауысады. Бұл сатыда 43кДж энергия бөлінеді, ол тағы бір молекула АТФ-тың түзілуіне және жылудың бөлінуіне әкеледі.
7-саты. 2 ферроцитохром 2Цх с1 (Fe2+ ) электрондарын феррицитохром 2Цх с(Fe3+ ) –ға береді де тотығады, ал 2Цх с(Fe3+ ) тотықсызданады.
8-саты. 2Цх с(Fe2+ ) электрондарын феррицитохром 2Цх а(Fe3+ ) –ға береді де тотығады, ал 2Цх а(Fe3+ ) тотықсызданады. 7,8-сатыларда шамалы энегия бөлінеді.
9- және 10-сатылар өте тығыз байланысты, себебі тотығу-тотықсыздану реакциялары мультиферменттік- цитохромоксидаздық комплексте жүреді.
2Цх а(Fe2+ ) электрондарын ферри -2Цх а3 (Fe3+ )-ке береді де тотығады,ал 2Цх а3 (Fe3+ ) тотықсызданады.
10-саты. 2Цх а3 (Fe2+ ) молекулалық оттекпен әрекеттеседі де тотығады, ал оттек ионданады. Оттектің бір молекуласы тотықсыздану үшін 4е- керек. 4Цх а3 (Fe2+)+О2→4Цх а3 (Fe3+)+202-
9-,10- сатыларда едәуір энергия-102кДж және жылу бөлінеді.
11-саты. Активтелген оттек ионы протондармен (КоQН2 тотыққанда түзілген ) әрекеттесіп эндогенді суды түзеді.
2. Биологиялық тотығуда энергияның бөлінуі. БТ тізбегіндегі фермент- тердің орналасу тәртібі неге тәуелді?
Биологиялық тотығу тізбегінде органикалық қышқылдар дегидрле-ніп тотыққан уақытта біртіндеп энергия бөлінеді және эндогенді су түзіледі.
Биологиялық тотығу реакциялары оксидоредуктаза ферменттері арқылы іске асады және ферменттердің орналасу тәртібі олардың тотығу-тотықсыздану потенциалдарына(ТТП) тәуелді болады. Олар ТТП-ларының жоғарылауына қарай орналасады. Ең төменгі ТТП НАД+ / НАДН2-де,ал ең жоғары ТТП оттекте O2/ O2-.
г) Энергия алмасуының 4-сатысы. Тотығудан фосфорлану (ТФ), негізі, маңызы, Р/О коэффициентінің маңызы.
Тотығудан фосфорлану- электрон тасымалданатын тізбекте бөлінетін энергияны пайдаланып, аденозиндифосфат пен фосфор қыш-қылының әрекеттесіп аденозинтрифосфатты түзе ілесе жүретін үрдіс.
Митохондрияларда электрондар тасымалдануы мен АДФ-тың фосфор-лануы тығыз қатарлас жүреді. Тотығудан фосфорлану аэробты жасу-шалардың энергия көзі.
БТ-ның үш нүктесінде(стысында) АТФ түзілетін энергия бөлінеді. Осы сатылар БТ мен ТФ-ның қабысу нүктелері деп аталады, олар -2,6,9және10 сатылар.
Биологиялық жүйелер электрондардың ғана энергияларын пайда-лана алады, ал протондардың энергияларын пайдалана алмайды. Элек-трондар БТ реакциялары тізбегінде протондардан бірте-бірте алыстап энергияларын жоғалтып оттекпен байланысады. Бөлінген энергия АТФ түзуге және жылудың бөлінуіне жұмсалады.
Оттек молекуласы 4е- қосып алу арқылы 2 оттек ионына айнала-ды, ол өте жоғары активтілікке ие болады. Оттек иондары протондар-мен әрекеттесіп эндогенді суды түзеді. Бұл су қыста ұйқыға кететін және шөлді жерлерде өмір сүретін жануарлар үшін өте маңызды.