Лекция 6 (сағат) Тәжірибелік (семинар) сабақтары 30 (сағат)
Көмірсулар, липидтердің және белоктардың арнайы жолдармен ыдырауы
жүктеу/скачать 3.82 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 6Н 2 О + 6СО 2 + 2847кДж ↔ С 6 Н 12 О 6 + 6О 2
- Энергия алмасуының сатылары
Көмірсулар, липидтердің және белоктардың арнайы жолдармен ыдырауы.Үш карбон қышқылдарының циклі (Кребс циклі).Биологиялық тотығу БТ, электрондардың тасымалдану тізбегі, БТ сатылары. Тотығудан фосфорлану. ДӘРІС ТЕЗИСТЕРІ Энергия алмасуы туралы түсінік. Күн энергиясы кеңістікте әр түрлі ұзындықтағы электромагниттік толқындар түрінде таралады. Биосфера Күн энергиясының небәрі 0,02%-н ғана сіңіреді. Бұл аутотрофтар болып табылатын өсімдіктер арқылы жүзеге асады, ал жануарлар Күн энергиясын тікелей пайдалана алмайтындықтан, гетеротрофтар деп аталады. Олар энергияны өсімдік дүниесі синтездегеніміз органикалық заттардан алады. Жасыл өсімдіктердің Күн энергиясын пайдаланып, су мен көмірқышқыл газынан көмірсулардың (глюкозаның) түзілуін фотосинтез деп атайды. 6Н2О + 6СО2 + 2847кДж ↔ С6Н12О6 + 6О2Жоғарыы сатыдағы жануарлар көмірсулар мен басқа да қоректік заттарда жиналған энергияны пайдаланады, тыныс алғандағы О2 қатысуымен оларды ыдырату арқылы алады. Бұл кезде бөлінген энергияның негізгі бөлігі жылу түрінде (52-60%) таралады, ал біраз бөлігі АТФ түрінде қорға жиналып, организммен пайдаланады. Сонымен, организм үшін қажет энергия күн энергиясын пайдаланған өсімдік тағамымен түседі екен. Энергия алмасудың биологиялық мәні органикалық заттарда сақталған энергияны пайдаланып, оны цитоплазмалық компоненттердің синтезі мен басқа да үрдістерге бағыттау болып табылады. Энергия алмасуының сатыларыЭнергия алмасуының 4 сатысы бар: 1 – көмірсу, липид және белоктардың арнайы жолдармен ыдырап, ортақ өнім АСҚ түзуі; 2 – ҮКЦ; 3 – БТ, немесе тіндік тыныс алу; 4 – ТФ Энергия алмасуының сатылары 1 сатысы – негізгі қоректік заттардың арнайы жолдармен ыдырауы. Бұл сатысы ас қорыту жолдарында оттек қатысуынсыз жүреді және субстраттардың барлық энергиясының шамамен 1% бөлінеді. Белоктар, көмірсулар және липидтердің әрқайсысы өз жолдарымен ыдырайды, мысалы, көмірсулар ас қорыту жолдарында моносахаридтерге дейін ыдырайды, қанға негізінен глюкоза шығады. Глюкоза пирожүзім қышқылына (ПЖҚ) дейін тотығады, ПЖҚ тотығудан декарбоксилденіп АСҚ түзеді. Липидтер (ТАГ) асқорыту жолдарында глицерина мен бос май қышқылына (БМҚ) дейін ыдырайды , глицерин ПЖҚ-ға дейін тотығып, БМҚ бета-тотығып АСҚ-на түзеді. Белоктар ас қорыту жолдарында АҚ-на дейін ыдырайды , АҚ тіндерде дезаминденіп ПЖҚ немесе АСҚ түзеді. 2 сатысы- Үш карбон қышқылының циклі, немесе лимон қышқылының циклі, немесе Кребс циклі (1953 ж Нобель сыйлығын алды). 1 сатыда түзілген АСҚ ҮКЦ-де тотығады. ҮКЦ барлық органикалық қосылыстар үшін «катаболикалық орталық» . ҮКЦ реакциялары митохондрияда жүреді. ҮКЦ қорытынды теңдеуі: АСҚ2СО2+3НАДН2+ФПН2+АТФ АСҚ ҚСҚ-мен судың қатысуымен конденсациялану реакциясына түседі , нәтижесінде лимон қышқылы түзіледі, ацилтрансфераза бөлінеді, реакцияны цитратсинтетаза жүргізеді. Цитрат дегидратцияланып нәтижесінде цис-аконитат түзіледі. Цис-аконитат суды қосып алып изолимон қышқылын түзеді. Изоцитрат дегидрирленіп НАД-тәуелді ИДГ қатысуымен қымыздық янтарь қышқылын ҚЯҚ түзеді. ҚЯҚ декарбоксилденіп альфа-кетоглутарат түзіледі. Альфа-кетоглутарат альфа-кетоглутаратдегидрогеназды комплекстің әсерінен сукцинил-КоА түзіледі. Альфа-кетоглутарат тотыққан кездегі энергия активті янтарь қышқылының макроэргиялық байланысын түзуге жұмсалады. Активті янтарь қышқылының макроэргиялық байланысы ГДФ пен бейорганикалық фосфаттан ГТФ түзуге жұмсалады. Одан кейін ГТФ АДФ –пен қайта фосфорланып, ГДФ және АТФ түзіледі. Активті янтарь қышқылы өзінің макроэргиялық байланысын жоғалтып сукцинатқа айналады және НSКоА бөлінеді. Сукцинат ФАД-тәуелді ФП – СДГ арқылы тотығып фумарат түзеді. Фумарат гидратацияланып, алма қышқылын (малат) түзеді. Малат НАД-тәуелді МДГ арқылы дегидрирленіп ҚСҚ түзеді , ол қайтадан ҮКЦ-ге түсуі мүмкін. Сонымен ҚСҚ ҮКЦ-ның катализаторы. ҮКЦ ролі – 1) АСҚ тотығатын үрдіс 2) ҮКЦ барлық метаболиттік үрдістерді өзара біріктіреді, 3) ҮКЦ түзілген өнімдер әртүрлі заттардың түзілуіне жұмсалады, яғни пластикалық ролі. Мысалы, альфа-КГ глутамин мен глутамин қышқылының негізін салушы, сукцинилКоА, немесе АЯҚ порфириндер синтезіне қажет, ҚСҚ глюконеогенездің негізгі өнімі, 4) БТ үшін тотықсызданған дегидрогеназалардың көзі. Биологиялық тотығу барлық тірі жасушалардың митохондриясында жүретін тотығу реакцияларының жиынтығы болып табылады.Биологиялық тотығудың негізгі функциясы энергия бөлу мен эндогенді су түзу. БТ ерекшелігі: ол біртіндеп жүреді, көптеген аралық сатылар арқылы және протондар мен электрондардың бір ферменттік жүйеден басқасына бірнеше рет берілуі арқылы іске асады.Бұл кезде әр сатыда аз мөлшерде энергия бөлініп отырады. БТ кезінде барлық ферменттер басында тотықсызданады, одан кейін тотығуы керек, яғни тіндік тыныс алуға қатысатын оксидоредуктазалар ауыспалы күйде бірде тотыққан бірде тотықсызданған күйде болуы мүмкін және олардың тотығу–тотықсыздану потенциалы (ТТП) бар. Оксидоредуктазалардың БТ тізбегінде орналасуы ТТП мөлшеріне байланысты. Олар ТТП өсуіне байланысты орналасады. Мысалы, ТТП ең азы НАД тәуелді ПФ, ал ТТП ең жоғарыысы молекулалық оттек. БТ дың әр сатысындағы энергия шығымы екі көрші орналасқан ферменттік жүйенің ТТП–ның айырымына бйланысты.Потенциалдар айырымы неғұрлым үлкен болса, энергия шығымы соғұрлым көп балады. (ТТП. Схемасын қараңыз). БТ келесі сатылардан тұрады: 1-ші сатыда субстрат коферменті НАД болатын пиридин ферментімен (ПФ) пен тотығады, бұл кезде НАД тотықсызданады. Бұл сатыда аз мөлшерде энергия бөлінеді. 2 саты – НАДН2 коферменті ФМН болатын ФП тотығады, осы сатыда АТФ түзуге жетклікті 46 кДж энергия және біраз жылу бөлінеді. 3 саты – ФПН2 убихинон (КоQ) әсерінен тотығады, КоQ тотықсызданады.Бұл сатыда күкірттітемір белоктар әсер етіп электрондарды ФПН2 –ден убихинонға береді. БТ 4 сатысы– субстрат БТ тізбегінің басынан алыстаған сайын сутегі атомындағы протон мен электрон арасындағы байланыс әлсіреп ол 2 протон мен 2 электронға ыдырайды: 2Н0 à 2Н+ + 2ē. Протон ерітіндіде қалады да, электрондар Цх (Цх – гемопротеид, гемінде ауыспалы валентті Fе бар) жүйесі арқылы оттекке беріледі.Бұл кезде цитохром b-ның ферриформасы электронды қосып алып ферроформаға тотықсызданады. Цитохромдар арасында тотығу–тотықсыздану реакцияларының реті – 2Цхbà2Цхс1à2Цхсà2Цхаà2Цха3àО2 ФерроЦхb тотыққанда 43 кДж энергия бөлінеді. Цха мен Цха3 бір бірімен тығыз байланысып – цитохромоксидаза (ЦХО) комплексін түзеді. Бұл комплексте ферро цха3 молекулалық оттекпен әрекеттесіп тотығады, оттек ионданады. Сонымен оттек тотықсыздануы үшін 4 электрон қажет. Цха мен Цха3 тотыққан кезде (102 кДж) энергия және көп мөлшерде жылу бөлінеді. БТ соңғы сатысында әр активті ионданған оттек тотықсызданған убихинон тотыққан кезде бөлінген 2 Н+ –мен әрекеттесіп эндогенді су түзеді. Сонымен БТ-ның үш сатысында: НАДН2, ферроЦхb, ферроЦха мен ферроЦха3 тотыққан кезде АТФ түзуге жеткілікті энергия бөлінеді. БТ–дың бұл сатыларын БТ мен ТФ қабысу пункттері деп атайды. жүктеу/скачать 3.82 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|