Biokhimia_T2_Strayer_L_1984 (1123303), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Затем (второй этап) ориентируют .молекулу тикам обраЗом, чтобы группа с самым низким приоритетом (г) находилась в точке, удаленной от наблюдателя. Для СНЕС!Вг это означает, что молекула должна быль ориентирована так, чтобы Н было от нас удалено (находилось за плоскостью страницы на рис. 13.17,Б). И наконец (последний этап), выясняют, направлен ли путь от а да б и от бди в при данных условиях по часовой стрелке или против часовой стрелки.
Если он идет по часовой стрелке (вправо), конфигурация обозначается буквой К (от лат. тес!щ, правый), если против часовой стрелки, то Рис. 13.17. Показанный здесь стереоизомер СНГС!Вг имеет К-конфигурацию. Рис. 13.18. Ь-алании имеет 5-конфигурацию. конфигурация обозначается как 5 (от лат. япьгег, левый). Конфигурация стереоизомера СНГС1Вг, показанного на рис. 13.17, представляет собою К-конфигурацию. Теперь рассмотрим К5-обозначение для аланина (рис.
13.!8,А). Четыре атома, связанные с а-углеродом,— это )ч), С, С и Н. Приоритетную последовательность метильного углерода и карбоксильного углерода определяют переходом по направлению наружу, к следующей совокупности атомов. Имеет смысл указать приоритетную последовательность для биохимически важных групп: — 5Н (наивысший приоритет), — ОК, — ОН, ХНК вЂ” )ч)Н, — СООК, --СООН, сно СН Он с Нз сн Т -Е), — Н (самый низкий приоритет). Таким образом, приоритетная последовательность четырех групп, связанных с о-углеродным атомом аланина, следующая: а — )ч)Н>, б — СОО .
в --СНз и г — Н. Затем ориентируют р-алании таким образом, чтобы группа с самым низким приоритетом ( — Н) оказалась за плоскостью страницы (рис. 13.18,Б). Путь от а ---)ч(Н; к б — СОО и в — СН> пойдет тогда против часовой стрелки (влево), из чего следует, что ь-алании имеет 5-конфигурацию. 13. Цикл трикарбоновых кисяот О (! НзС вЂ” С вЂ” СОО НзС вЂ” С вЂ” СОО (! О й Н вЂ” С вЂ” СН О=С 8 — С й Н~ — С вЂ” СН, н — с Я вЂ” С й' О (! Н С вЂ” С вЂ” СОО Нзс — С вЂ” 8 — Сод (! О й' тиаавяенввмй анвявг ТПФ ТПФ Вопросы и 3адачи 1. Какова будет судьба радиоактивной метки, если каждое из следуюших соединений добавить к клеточному экстракту, содержащему ферменты и кофакторы гликолитического пути и цикла трикарбоновых кислот, а также пируват-дегидрогеназный комплекс? (Метка '4С обозначена звездочкой.) д.
Глюкозе-б-фосфат, меченный по С-1. 2. Будет ли происходить никонление оксалоацетата, если к экстракту, содержащему ферменты и кофакторы цикла трикарбоновых кислот, добавить ацетил-СоА? 3. Каковы относительные концентрации цитрата, изоцитрата и цис-аконитата в состоянии равновесия? (Используйте данные табл. 13.1.) 4.
Каково значение Лб~' для окисления ацетильного компонента ацетил-СоА в цикле трикарбоновых кислот? 5. Инкубируя НзС вЂ” СОз — ОН и ХАЕЗ' с алкоголь-дегидрогеназой, получили препарат дейтерированного восстановленного ЖАР. Этот восстановленный кофермент добавили к раствору 1,3-БФГ и глицеральдегид-3-фосфат — дегидрогеназы. )З)АП', образовавшийся при этой второй реакции, содержит один атом дейтерия. в то время как в молекуле глицеральдегид-З-фосфата, другого продукта реакции, дейтерия нет. Какой вывод о стерео- специфичности глицеральдегид-3-фосфат— дегидрогеназы можно сделать из этого эксперимента? 6. Тиаминтиазолонпирофосфат связывается с пируват-дегидрогеназой примерно в 20000 раз сильнее, чем тиаминпирофосфат, и конкурентно ингибирует этот фермент. Почему? 7.
Окисление за счет ЫАР' малага с образованием оксалоацетата является при стандартных условиях высокоэндергонической реакцией (Лбе' = + 7 ккал)моль). При физиологических условиях реакция легко идет в направлении от малага к оксалоацетату, потому что равновесные концентрации продуктов реакции малы по сравнению с концентрациями субстратов. Приняв, что отношение [)4)АР 11[НАРН3=8 и рН 7, вычислите минимальное отношение [Малат)/[Оксалоапстат|, при котором может происходить образование оксалоацетата из малага. Дополнительные вопросы смл %под %.
В., %!!зоп 1. Н., Веп!ож й. М., Нооз) 1.. Е., В!ос)зеш!зггу: а ргоЫеш арргоас)з (Веп)аппп, 1974), гл. 10. ГЛАВА 14 Окислительное фосфорилирование Электронная микрофотография митохондрии. (Печатается с любезного разрешения д-ра Оеогяе Ра)аде.) Рис. 14.1. процесс генерирования АТР, в котором роль конечного акцептора электронов выполняет неорганическое соединение (такое, как О, ).
Донором электронов мо- жет служить как органическое, так и неорганическое соединение. 14. Окнслнтельное фосфорнлнрованне 71 АРАОН и РАРНз, образовавшиеся при гликолизе, окислении жирных кислот и в цикле трикарбоновых кислот, представляют собою богатые энергией молекулы, поскольку каждая из них содержит пару электронов с высоким потенциалом переноса. При переносе этих электронов на молекулярный кислород высвобождается большое количество энергии.
Высвободившаяся энергия может быть использована для генерирования АТР. Окислительное фосфорилирование — это процесс образования А ТР, сопряженного с транспортгом электронов по цепи переносчиков от с(АТЭН или РАОНд к Оз. У аэробных организмов этот процесс служит главным источником АТР. Так, окислительное фосфорилирование обеспечивает генерирование 32 молекул АТР из Зб, образующихся в процессе полного окисления глюДыхание— козы до СОз и Н О.
Наиболее характерные черты этого процесса сводятся к следующему. 1. Окислительное фосфорилированне осуществляется дыхательными ансамблями, локализованными во внутренней мембране митохондрий. Цикл трикарбоновых кислот и путь окисления жирных кислот, поставляющие большую часть ХА(ЗН и РА(ЗН,, осуществляются в прилежащем митохондриальном матриксе. 2.
Окисление АРАОН дает 3 АТР, тогда как окисление РАОНэ дает 2 АТР. Окисление и фосфорилирование — процессы сопряженные. 3. Дыхательные ансамбли включают в себя многочисленные переносчики электронов, в частности цитохромы. Многоступенчатый транспорт электронов от (чА(ЗН или РА(ЗНз к Оз по цепи этих переносчиков приводит к выбросу протонов из митохондриального матрикса и генерированию мембранного потенциала (протонодвижущей силы). Протоны перекачиваются тремя видами электронпереносяших комплексов. В процессе обратного тока протонов в митохондриальный матрикс при посредстве оотранотво на Рис.
142. 72 Схематическое изображение митохондрий. (%о1(е Вгерйеп 1., В!о!ояу о1 гйе Се!1, %аь)в- ьвоггЬ РпЬ))вЬ!пй Согпрапу, 1972.) ферментного комплекса происходит синтез АТР. Таким образом, сопрюкение окисления и фосфорилирования обеспечивается протонным градиентом через внутреннюю .иитохондриальную мембрану. 14.1.
Онислительное фосфора лирование происходит в митохондриях Митохондрии представляют собою органеллы овальной формы длиной обычно около 2 мкм и диаметром 0,5 мкм. Метод выделения митохондрий был разработан в конце 40-х годов. Юджин Кеннеди и Элберт Ленинджер (Еийепе Кеппебу, А1Ьегг ЕеЬп1пяег) открыли тогда присутствие в митохондриях дыхательных ансамблей, фер.ментов цикла трикарбоновых кислот и ферментов окисления жирных кислот.
Электронно-микроскопические исследования выполненные Георгом Паладом и Фритьофом Сьестрандом (Сгеогяс Ра!аде, Ег!1)оГ Яовггапб), показали, что митохондрии имеют две мембранные системы: наружную .мембрану и имеющую большую поверхность внутреннюю ме,ибрану. Последняя образует многочисленные глубокие складки (гребневидиые выросты), называемые кристами. Таким образом, в митохондриях имеются два компартмента: межмембранное пространство (между наружной и внутренней мембранами) и матрикс, ограниченный внутренней мембраной (рис. !4.2). Дыхательиые ансамбли составляют неотьемле- Часть Н.
Генерирование и хранение энергии мую чисть внутренней мипюхондриальной мембраны, тогда как ббльшая часть реакций цикла трикарбоновых кислот и окисления жирных кислот протекает в матриксе. Наружная мембрана вполне проницаема для большинства мелких молекул и ионов. В противоположность этому внутренняя мембрана проницаема почти для всех ионов н для большинства незаряженных молекул. Существуют специальные белковые переносчики, транспортирующие через внутреннюю митохондриальную мембрану такие молекулы, как АТР и жирные кислоты с длинной цепью.
14.2. Онислительно-восстановительные потенциалы н изменения свободнои энергии При окислительном фосфорилировании потенциал переноса электронов, присущий )ч)АПН или ЕАПНг, преобразуется в потенциал переноса фосфатной группы, присущий АТР. Для этих форм свободной энергии надо найти количественное выражение.
Измерение потенциала переноса фосфатной группы нам уже знакомо: оно выводится из Асго' для гидролиза фосфатного соединения. Соответствующим выражением для потенциала переноса электронов является Ео, окислительно-восстановительный потенциал (называемый также редокс-позенциалом). Окислительно-восстановительный потенциал — это электрохимическая категория. Рассмотрим для примера вещество, которое может существовать в окисленной Х и в восстановленной форме Х, Такая пара называется окислителыю-восстановительной парой (рис. 14.3), Окислительно-восстановительный потенциал такой пары можно определить, измеряя электродвижущую силу, развиваемую опытной полукамерой по отношению к стандартной контрольной полу- камере. Опытная полукамера представляет собою электрод, погруженный в раствор Раствор 1М Х н1М Х !М Н+ в равновесии с1агнгавооаравнога Н, Рис.
14З. Устройство для измерения стандартного окислительновосстановительного потенциала окислитсльно-восстановительной парь!. чем Н (как в вышеприведенном примере). Положительный окислительно-восстановительный потенциал свидетельствует о более высоком, чем у Н,, сролстве данного вещества к электронам. Эти соотношения относятся к стандартным условиям, когла концентрации окислителя, восстановителя и Н' равны 1 М и давление Нл составляет 1 атм. Таким образом, сильный вогспшнавитель ( например, НА))Н) обладает атричательны,и акис щтельна-васгтановитес)ьны.и иатенлиалал), тогда как сильный окислитель (Ол ) живет полалситвлы)ый акисливельнависттанавительный пап)енпиал, Окислительно-восстановительные потенциалы многих биологически важных окислительно-восстановительных пар известны (табл.
14.1). Изменение свободной энергии окислительно-восстановительной реакции 1 М окисли!сля (Х) и 1 М восстановителя (Х ). Стандартная контрольная полукамера состоит из элек!рода, по!ружеино)о в ! М раствор Н', находящийси в равновесии с )азообразным Н при павлонии в ! атм. Электроды присоединяю) к волшмстру и агаровым мостиком обеспечивают электропроводность между полукамерами. Происходит поток элек гранов ео одной полукамеры к другой. Если реакция идет в направлении Х -1- Н" Х + )тН2. то в полукамерах буду! происходить следуи)шие реакции: Х вЂ” Х 4- е Х+,— - ),Нл, Таким образом, элек)роны движутся от опытной полукамеры к контрольной и, следовательно, электрод в опытной полукамере заряжен отрицательно по отношению к алек)роду стандартной полукамеры.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
