Лекция 7. Биологическое окисление и окислительное

Лекция 7. Биологическое окисление и окислительное фосфорилирование

Строение атома и молекулы кислорода

Окислительно-восстановительные реакции Под окислением понимают отщепление электронов, а под восстановлением - присоединение электронов. Окисление донора электронов всегда сопровождается восстановлением акцептора электронов. Этот принцип окислительно-восстановительных процессов применим и к биохимическим системам. В любой окислительно-восстановительной реакции участвует акцептор электронов (окислитель) и донор электронов (восстановитель). Например: (1) Сu + О → Сu 2+О 2 -. Суммарную реакцию (1) можно условно разделить на 2 полуреакции (2), (3): (2) Сu - 2 е → Сu (3) О + 2 е → О 2 -. В каждой из них участвует окисленная и восстановленная форма одного соединения; их называют сопряжённой парой, или редокспарой.

Окислительно-восстановительная E 0', V пара 2 Н+/Н 2 -0, 42 NAD+/NADH -0, 32 NADP+/NADPH -0, 32 NADH-дегидрогеназа (FMN-форма) -0, 30 NАDН-дегидрогеназа(FМNН 2 -форма) FАD-белок/FАDН 2 -белок -0, 05 Сукцинат/фумарат +0, 03 Убихинон/убихинол +0, 04 цит. b Fе 3+/цит. b Fe 2+ +0, 07 цит. c 1 Fе 3+/цит. c 1 Fe 2+ +0, 23 цит. с Fе 3+/цит. с Fе 2+ +0, 25 цит. а Fе 3+/цит. а Fе 2+ +0, 29 цит. a 3 Fе 3+/цит. а 3 Fе 2+ +0, 55 ½ O 2 + 2 Н++2 е/Н 20 +0, 82

Дыхательная цепь

Последовательность промежуточных переносчиков протонов и электронов в дыхательной цепи 18

Коферменты никотинамидных гидрогеназ

ФМН Fe. S 1 a Fe. S 1 b Fe. S 3 Fe. S 4 Fe. S 2

Восстановление убихинона

Комплекс III От двух атомов водорода, которые переносятся на комплекс III от Co. Q , дальше по цепи транспортируются только электроны , два протона ( H + )комплекс III выбрасывает в межмембранное пространство вместе с еще одной парой протонов , которые подхватываются комплексом из матрикса. Таким образом , комплекс III в сумме выбрасывает в межмембранное пространство 4 протона.

Комплекс VI. Структура и функция цитохромоксидазы

Сопряжение дыхания и синтеза АТФ в митохондриях

Сопряжение переноса электронов через дыхательный комплекс III с транспортом Н+ через мембрану

Строение и механизм действия АТФ-синтазы

Схема трансмембранного переноса веществ за счёт энергии ΔμН

Механизм разобщения дыхания и фосфорилирования Протонированная форма 2, 4 -динитрофенола переносит протоны через внутреннюю мембрану митохондрий и препятствует образованию протонного градиента.

Домашнее задание: выход ATP при аэробном окислении 1 молекулы глюкозы до СО 2 и Н 2 О 1 Глюкоза +? Рi + ? АDP + ? O 2 → ? СО 2 + ? ATP + ? Н 2 О В какой реакции какого этапа образуются конечные продукты и восстановительные эквиваленты?