Procesul de fosforilare oxidativa a rolului său biologic

Fosforilarea oxidativă - o componentă esențială a respirației celulare, care duce la obținerea de energie sub formă de ATP substraturi fosforilare oxidativă sunt produșii de degradare ai compușilor organici - grăsimi proteine ​​și carbohidrați. Procesul de fosforilare oxidativ are loc pe cristae mitocondriale.

Cu toate acestea, cel mai adesea folosit ca substrat carbohidrati Deci, celulele creierului nu pot fi folosite pentru a alimenta orice alt substrat, altele decât carbohidrați.

carbohidrati complecsi pre sunt defalcate în simplu, până la formarea glucozei. Glucoza este un substrat universal în procesul de respirație celulară. Oxidarea glucozei este împărțit în 3 etape:

-decarboxilare oxidativă și ciclul Krebs

În această fază a glicolizei este comun pentru respirația aerobe și anaerobe.

Pentru sinteza unei molecule de ATP mustului de protoni 3

La animale, plante și ciuperci fosforilare oxidativă are loc în structurile subcelulare specializate, mitocondriile

46. ​​mecanismele biochimice ale decuplării de oxidare si de fosforilare a factorilor care cauzează
Decuplarea respirației și fosforilarea

Unele substanțe chimice (protonophores) pot transporta protoni sau alți ioni (ionofori) din spațiul intermembrane în matrice prin membrană, care trece canale sintazei protoni ATP. Ca urmare, potențialul electrochimic dispare și se oprește sinteza ATP. Acest fenomen se numește decuplării respirației și fosforilare. Ca urmare a separării scade cantitatea de ATP și ADP crește. În acest caz, rata de oxidare a NADH și FADH2vozrastaet crește și cantitatea absorbită de oxigen, dar energia eliberată sub formă de căldură, iar coeficientul de P / O este redus semnificativ. De obicei, decuplanți - substanțe lipofile trece ușor prin membrana stratului lipidic. Una dintre aceste substanțe - 2,4-dinitrofenol (. Figurile 6-17), rulare ușor ionizat la forma neionizată prin atașarea unui proton la intermembrane spațiu și transferarea acesteia către matricea.

Exemple declanșatoare pot fi, de asemenea, unele medicamente, cum ar fi dicumarol - anticoagulant (a se vedea secțiunea 14) sau metaboliți, care se formează în organism, bilirubina. - produsul catabolism subiect (a se vedea secțiunea 13.), tiroxina - hormon tiroidian (a se vedea secțiunea 11.). Toate aceste substanțe prezintă efect desperechere numai la o concentrație ridicată.

Oprirea fosforilarea epuizare ADP sau fosfat anorganic este însoțită de inhibarea respirației (efectul controlului respirator). Un număr mare de impacturi daunatoare membranei mitocondriale dă cuplare între oxidare și fosforilare, permițând transferul de electroni și du-te în absența sintezei ATP (efect necuplate)

1. Randamentul total:

Pentru sinteza unei molecule de ATP mustului 3 proton.

2. Inhibitorii fosforilării oxidative:

Inhibitorii bloc gama V:

Oligomycin - blochează canalele sintazei de protoni ATP.

Atraktilozid, cyclophyllin - bloc translocase.

3. decuplanți fosforilare oxidativ:

Decuplanți - substanțele lipofile care sunt capabile să accepte protoni și le transporta prin membrana mitocondrială internă ocolind complexul V (canalul de proton). decuplanți:

Natural - produsele de peroxidare a lipidelor ale acizilor grași cu un alchil cu catenă lungă; doze mari de hormoni tiroidieni.

Artificial - ester dinitrofenol, derivați ai vitaminei K, anestezice.

47. Mecanismele de formare a radicalilor liberi. Celulele sistemului antioxidant

Radicalii liberi în chimie - particule (de obicei volatile) care conțin unul sau mai mulți electroni nepereche în învelișul electronic exterior. Conform unei alte definiții, un radical liber - molecule de tip sau atomi capabili de existență independentă (adică având o relativă stabilitate) și având unul sau doi electroni nepereche. Electron nepereche ocupă atomic sau molecular orbital singur. In general, radicalii au proprietăți paramagnetice, deoarece prezența electronilor nepereche determină interacțiunea cu câmpul magnetic. Pe lângă prezența electronului nepereche poate îmbunătăți în mod semnificativ reactivitatea, cu toate că această proprietate radicali variază foarte mult.

Radical poate fi format prin pierderea unui electron molecule nonradical:

sau la primirea unei molecule electron non-radical:

Cei mai radicali sunt formate în cursul reacțiilor chimice în disocierea legăturii homolitică. Ele sunt supuse imediat o nouă transformare în particule mai stabile:

Limbo radical poate iniția un efect în lanț asupra substanței în severi (temperatură ridicată, radiații electromagnetice, radiații). Mulți peroxizi - la fel de bun de particule radicale.

Antioxidanți (antioxidanți, conservanți) - inhibitori de oxidare, substanțe naturale sau sintetice capabile de oxidare lentă (discutată în primul rând, în contextul oxidării compușilor organici).

Principala sursă internă de pericol pentru homeostazia celulară anaerobă ogranizma - intermidiaty este implicat în transferul de oxigen și produse formate ca rezultat al metabolismului oxigenului. organisme anaerobe în timpul evoluției bine dezvoltate mecanisme adaptate pentru a neutraliza efectele oxidante ale oxigenului și ale metaboliților săi activi. Aceste componente de protecție autoportante numite „sisteme de apărare antioxidante.“

Oxidarea hidrocarburilor, alcooli, acizi, grăsimi și alte substanțe cu oxigen liber este un proces în lanț. Reacțiile în lanț transformări sunt realizate cu participarea radicalilor liberi activi - peroxi (RO2 *), alcoxi (RO *), alchil (R *), precum și specii reactive de oxigen (superoxid anion, oxigen singlet). Pentru reacțiile de oxidare cu lant ramificat viteza de creștere tipică în timpul transformării (autocataliză). Acest lucru se datorează formării de radicali liberi in intermediarii de dezintegrare - hidroperoxizi și altele.

Mecanismul de acțiune al celor mai comune antioxidanți (., Amine aromatice, fenoli, naftoli, etc.) este lanțurile de reacție rupere: molecule active antioxidante interactioneaza cu radicalii pentru a forma radicali inactivi. Oxidarea este încetinită în prezența substanțelor care diminuează hidroperoxid (dialchil și colab.). În acest caz, scade viteza de formare a radicalilor liberi. Chiar și într-o cantitate mică (.01-.001%) antioxidanți reduc rata de oxidare, totuși, pentru o anumită perioadă de timp (frânarea perioadă de inducție) produși de oxidare nu sunt detectate. Inhibarea proceselor oxidative în practică este un fenomen foarte important al sinergismului - eficiența amplificării reciproce a antioxidanților în amestec sau în prezența altor substanțe.