И.Л. Кнунянц - Химическая энциклопедия, том 3 (1110089), страница 217
Текст из файла (страница 217)
можно рассматривать как меру стандартной сноб. энергии редокс-процесса. В связи с этим ло м.б. также вычислены вз термодинамич. данных и констант равновесия соответствующих процессов и сами могут служить для их нахождения. Величины ло сведены в таблицы и с их помощью можно решать вопрос о направлении н полноте протекания тех или иных редокспроцессов. Вместо термина «О.-в.п.н рекомендуется употреблять термины аобратимый потенциал», «потенциал окислит.-восстановит.
полуреакции» или кстандартиый потенциал окислит.- восстановит. полуреакции», к-рые более адекватно отражают физ, смысл явления образования скачка потенциала. 667 Ламе Озравечвнк миома, 2 нзл, т 8, М. Л„19б4, с 740;; 2(ам а скан Б. Б, истрия О. л., эаекзромзьзяв, м.. Ртвт; змпбав1 ромнпе1з и ечасаы зо1пзоп. а1 рт 4.1. вата к Ратзопь1 1отбащ 1ч.у 1988. о 4. поправ. ОКИСЛЙТЕЛЫТОЕ АЗОСОЧЕТАНЙЕ, см. Азосочеьталие. ОКИСЛ98ТЕЛЬНОЕ ФОСФОРИЛНРОВАНИЕ, синтез АТФ из аденозиидифосфата и неорг, фосфата, осуществляющийся в живых клетках, благодаря энергии„выделяющейся при окислении орг.
в-в в процессе клеточного дыхания. В общем виде О.ф. и его место в обмене в-в можно представить схемой: бащааие .„~АН +О Ф+р Лгбз-зеенсавис вещества 2 2 риавта А+Н,О И АН,-орг. в-ва, окнсляемые в дыхат. цепи (т. наз. субстраты окисления, или дыхания), АДФ - аденозиндифосфат, Р-неорг.
фосфат. Поскольку АТФ необходим для осуществления мн. процессов, требующих затраты энергии (биосинтез, совершение мех. работы, транспорт в-в и др.), О.ф. играет важнейшую роль в жизнедеятельности аэробных оргавжзмов. Образование АТФ в клетке происходит также благодаря др. процессам, напр. в кодс гвиноииэа и разл. тнпов бролселня, протекающих без участив кислорода Нх вклад в синтез АТФ в условиях аэробного дыхания составляет незначнт. часть от вклада О.ф. (ок.
5ейе), У животных, растений и грибов О.ф. протекает в спе- ци азиз ир. субклеточиых структурах -митохоццриях (рис. ) ); Рис 1 Ъ'променва» схема мазо. коварна 1-апутрснняв мембрана; 2-аарзмавз мембрана; 3- меимсмбраавсе пространство; 4-мат1мхс, 1- тресты. у бактерий ферментные системы, осуществляющие этот процесс, находятся в клеточной мембране. Митохондрии окружены белково-фосфолипидной мембраной.
Внутри митохон2юнй (в т. иаз. матриксе) идет ряд метаболич. процессов распада пищ. в-в, поставляющих субсграты окисления АН, для О,фз Наиб. важные из этих процессов — лзрнкарболовых кислот цика и т. наз. (3-окисление жирных к-т (окислит. расщепление жирной к-ты с образованием ацетил-кофермента А и к-ты, содержащей на 2 атома С меньше, чем исходная; вновь образующаяся жирная к-та также может подвергаться б-окислению).
Интермедиаты этих процессов подвергаются дегидрированию (окислению) при участии ферментов депшрогеназ; затем электроны передаются в дыхат. цепь митохондрий- ансамбль охислят.- восстановит. ферментов, встроенных во внутр. митохонд. ривльную мембрану. Дыхат, цепь осуществляет мяогоступенчатый экзэргонич. перенос электронов (сопровождается уменьшением сноб. энергии) от субстратов к кислороду, а высвобождающаяся энергиа используется расположенным в той же мембране ферментом АТФ-синтетазой, для фосфорилирования АДФ до АТФ.
В иитактной (неповре;кденной) митохондриальной мембране перенос электронов в дыхат. цепи и фосфорилирование тесно сопрюкены между собой. Так, напр., выключение фосфорилнроваиия по исчерпании АДФ либо неорг. фосфата сопровождается торможеинем дыхания (эффект дыхат. контроля). Больпюе число повреятдающих митохоцлривльную мембрану воздействий нарушает сопряжение между окислением и фосфорилированнем, разрешая идти переносу электронов и в отсутствие синтеза АТФ (эффект разобщения), бб8 Механизм О.ф. можно представить схемой: Перенос электронов (дыхание) -«А В АТФ А  — нысокоэнергетнч.
ннтсрчслпат Предполагалось, что А В-хим. соед. с макроэргнч. связью, напр. фосфорилир. фермент дыхат. цепи (хим. гипотеза сопряжения), или напряженная конформация к -л. белка, участвующего в О.ф. (конформац. гипотеза сопряжения). Однако эти гипотезы не получили экспсрич подтверждения. Наиб. признанием пользуется хемносмотич.
концепция сопряжения, предложенная в 1961 П. Митчеллом (за развитие этой концепции в 1979 еыу присуждена Нобелевская премия). Согласно этой теории, сноб, энергия транспорта электронов в дыхат. Цепи затрачивается на перенос нз митохондрий через митохондриальную мембрану на ее наружную сторону ионов Н' (рис. 2, процесс 1). В результате Ц удвы етзРазв иевбсз„ рис 2. Схема ммносмстие мекацизма окисзнт фсо.'оритпрованив дц-дм ьаг цепь, АН -субсгратм дмкаина Заштрцтсз ь «р гчетп виутр мюокоид риаиькоя меме«раин в разрезе. на мембране возникает разность злектрич.
потенциалов ЛЧ« и разность хим. активностей ионов Н ЛрН (внутри митохондрий РН выше, чем снаружи), В с»чче эти компоненты дшот трансмембранную разность элсктрохим. потенциалов ионов нодорода ЬрНе между матрньсом митохондрий и внеш. водной фазой, раздененньсьш мемораной; АВН« = АЧ« — (Е Т г) АрН, где Е-универсальнан газовая постоянная, Т вЂ” або.
т-ра, Š— число Фарадея. Величина ЬВН обычно составляет ок. 0,25 В, причем осн. часть (О,!5-0.20 В) представлена электрич. составляющей Л«Р. Энергия ЛЕН . вьуделяющаяся прн движении протонов внутрь митохондрий по электрич. полю в сторону меньшей их концентрации (рис. 2, процесс 2), используется АТФ-синтетазой лзя синтеза АТФ. Т. обр„ схему О.ф., согласно этой концсшшн.
можно представить в след. виде: Перенос электронов (дыхание) ЬВН « — «АТФ Сопряжение окисления н фосфоруспуронания через ЛВНе позволяет объяснитуи почем» О ф, в отличие от гликолитич. («субстратвого») фосфоризировання. протекающего в р-ре, возможно лишь в ъвмхвугых мгморанных структурах, а также почему все воздействия, свжлающие электрич. сопротивление и увеличшшющие протонную проводимость мембраны, подавляют («разобшают»1 О ф. Энергия ЛрНе, помимо синтеза АТФ, может непосредственно использоваться клеткой для лр целей-транспорта метаболитов, движения (у бактерий). восстановления ннкотинамидных коферментов и др.
В дыхат. Цепи имеется песк. участков, к-рые характеризуются значит. перепадом окиспит.-восстановит. потенциала ЬЕ и сопряжены с запасанием энергии !генерацией ЛЕН«). Таких участков, наз. пунктами или точками сопряжения, обычно три: НАДН: убихинои-редуктазное звено (ЬЕ 0,35- 0,4 В), убихинол: цитохром-с-редуктазное звено (ЛЕ- 0,25 В) и цитохром-с-оксзщазный комплекс (ЛЕ О,б В)-пункты сопракення 1, 2 и 3 соотв. (рис.
3). Каждый йз пунктов сопряженна дыхат. Цепи м.б. выделен из мембраны в виде инпивндуального фермеитного комплекса, обладающего окислнт.-восстановит. активностью. Такой комплекс, бб9 22в ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ 339 встроенный в фосфолипнлную мембрану, способен функцио- нировать как протонный насос. цбДН $2а ЦДДЯ-аегеарегееазз ДуьН' -Д !зузат Ц убкмкзк $2з Цктзгрзп б дан' 12е !пузцу 2! Цктзграа с, 12е Цктзгрои с 12е Цзтегрансзскаазз г» р. Н !пука« 2! 2Н е 1/20з Н гО рнз 3 упромеицав смтеа расцо. вспенив пунктов сопренецца !ге. церании диН') в цепи дмкат фер. ментов, НАДН вЂ” восствновиецнаа форма коферчепта никогииамидадеииилпсь теоцыз Н ы — р) с(ср)) СР О ! ,,Фн' и Х ш)Ч шс(СХ) СГО 1 Р)Оз 670 Обычно лля характеристики эффективности О.ф.
иснользуют величины Н'/2е или 9/2е, указывнинцие сколько протонов (либо электрич. зарядов) переносится через мембрану при транспорте пары электронов через данный участок дыхат, цепи, а также отношение Не/АТФ, показывающее, сколько протонов нужно перенести снаружи внутрь митохондрий через АТФ-синтетазу для синтеза 1 молекулы АТФ. Величина д/2е составляет для пунктов сопряжения 1, 2 и 3 соотв. 3 — 4, 2 и 4. Величина Н+/АТФ при синтезе АТФ внутрн митохондрий равна 2; однако еще один Не может тратиться на вынос синтезированного АТФе из матрикса в цитоплазмгт пеРеносчиком аденнновых нУклеотидов в обмен на АДФ .
Поэтому кажущаяся величина Н /АТФвнп „ равна 3. В организме О.ф. подавляется мн. токсичвымн в.вами, к-рые по мес~у нх дейсншя можно разделить на трн группы: 1) ингибиторы дыхат. цепы, или т. наз. дыхат. яды (см. Дыдаиис). 2) Ингибиторы АТФ-синтетазы. Наиб. распространенные ингибиторы этого класса, употребляемые в лаб, исследованиях,-антибиотик олигомнцнн н модификатор варбокснльных групп белка дицнклогекснлкарбодинмнд. 3) Т. наз. разобщнтели О.ф. Оин не поданляют ни перенос электронов, ни собственно фосфорилирование АДФ, но обладают способностью уменьшать величину ЛНН' на мембране, благодаря чему нарушается энергетнч.
сопряжение между дыханием и синтезом АТФ. Разобщающее действие проявляет большое число соед. самой разнообразной хим. структуры. Классич. разобщители — в-ва. обладающие слабымн кислотными св-нами, способные проникать через мембрану как в ионизованной (депротонированной), так и в нейтральной (протонированной) формах. К таким в-вам ОтНОСят, Налро 1-(2-днциаНОМЕтИЛЕН)ПцбраэниО-4-трнфтОР- метокснбензол, или карбонилцианид-л-трифторметоксифспнлгндразон, и 2,4-дннитрофенол (соотв. ф-лы 1 н П; показаны протонир.
и депротоннр. формы). Н Нзрувхзх стерезе + + 4 + нснбрззн 060 Рве. 4. Схема р»бочего пекле реэобюнтел» «чеюючвогюг типа: ФК Ф -1-!2-»язв»вомспглен)гндрз. евно.4-трнфторме окснбевэо». К + РС!э »КРС!э Х=С1, А!К, АР, КО, К8Х СНэСН2СНэ+ РС!э + Ох з 072 б71 340 ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ Двигаясь через мембрану в злектрич. поле в ионизоваиной форме, разобщитель уменьшает А'Р; возвращаясь обратно в протонир. состоянии, разобщитель понижает АрН (рнс. 4).
Т. обр., такой «челночный» тип действия разобщителя приводит к уменьшению АКНе. Разобщающнм действием обладают также ионофоры (напр., грамицилнн), повышающие электропроволность мембраны в результате образования ионных каналов или в-ва, разрушаюшде мембрану (напр., детергевты). О.ф. открыто В.А. Энгельгардтом в 1930 при работе с эритроцитами ппщ. В 1939 В.А. Белицер и Е, Т, Цыбакова показали, что О.ф. сопряжено с переносом электронов в процессе дыхания; к тахому же заключению несколько позднее пришел Г. М. Калькар. Люле Рэкер Э., Бноэвергетнческнс мех»внэмм, пер, с знгл„м., 1967; ленннлнер д., Основм бнохнмвн, пер, с англ., т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
