Биохимия Энергетического обмена. Тканевое дыхание. Окислительное фосфорилирование (ЦПЭ).

• Важные реакции метаболизма включают окисление органических веществ с использованием кислорода.  

• Тканевое дыхание включает окисление субстрата с переносом электронов на кислород, что приводит к образованию воды и энергии.  

• Энергия тратится на теплоту 60% и синтез АТФ 40% через окислительное фосфорилирование.  

• Ферменты, такие как гидрогеназы, находятся в матриксе митохондрий.  

• Гидрогеназы делятся на зависимые от ФАД и зависимые от НАД.  

• Водород отщепляется от субстратов и передается на кислород через цепь переноса электронов.  

• Первичные доноры водорода включают продукты катаболизма глюкозы и цитратного цикла.  

• Эти доноры передают водород на кислород через цепь переноса электронов.  

• Цепь переноса электронов локализована на внутренней мембране митохондрий.  

• Включает пять комплексов, которые обеспечивают последовательное перемещение электронов.  

• Энергия электронов используется для синтеза АТФ.  

• Перенос электронов сопровождается выделением энергии и переносом протонов.  

• Протонный градиент активирует АТФ-синтазу, которая синтезирует АТФ.  

• АТФ-синтаза использует энергию протонного градиента для синтеза АТФ.  

• Коэффициент фосфорилирования показывает количество АТФ, образуемое при восстановлении одного атома кислорода.  

• При переносе электронов через ФАД образуется три АТФ, через НАД — две АТФ.  

• На практике количество АТФ меньше из-за рассеивания энергии в виде теплоты.  

• Дыхательный контроль регулирует синтез АТФ в зависимости от расхода энергии.  

• Увеличение концентрации АДФ стимулирует синтез АТФ и окисление первичных доноров.  

• Тканевое дыхание ускоряется при повышении концентрации АДФ.  

• Разобщители берут протоны из межмембранного пространства и перетаскивают их обратно.  

• Это снижает протонный градиент и увеличивает синтез энергии на тепло.  

• Разобщители включают 24-нитрофенол и жирные кислоты.  

• Чем сильнее разобщена цепь, тем больше энергии синтезируется на тепло.  

• В условиях холода повышается концентрация разобщителей, что увеличивает теплоотдачу.  

• Жирные кислоты являются одним из разобщителей окислительного фосфорилирования.  

• Пробитуты и ратеон ингибируют НАД-зависимую гидрогеназу.  

• Антимицин ингибирует комплекс Q, а угарный газ, сероводород и цианид ингибируют цитохром-оксидазу.  

• Ингибирование цитохром-оксидазы может быть смертельным, так как она участвует в образовании воды.  

• Ингибирование четвертого комплекса цитохром-оксидазы предотвращает перенос электронов.  

• Отравление цианидом быстро убивает человека.  

• Антибиотик олигомицин ингибирует синтетазу, что приводит к накоплению протонов без синтеза АТФ.