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 флавінових ферментів (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: Загальний енергетичний 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.