Biokhimia_T2_Strayer_L_1984 (1123303), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Окислшпс.!ьнп-восгтинавителы)ый пагпеноиал нары Х: Х соаввевапвгет папрялксни)а в начале эксперимента (когда концентрации Х, Х и Н' равны 1 М). Окиглитсльни-вагспынавительпый потенииил пары Н:Н определен равным () В (вальт). Значение окислительно-восстановительного потенциала теперь очевидно. Отрицательный окислительно-восо)ановительный потенциал говорит о том, что данное вещество имеет меньшее сродство к электронам, '1'аблнла 14 1 Станларгпыс окисли1ельно-ввсствноннтельные но генвнелы неко г орых реашгнй н Окислитель 2 — 0,67 — 0,60 — 043 2 0.42 — 0.32 0,32 — 0.29 2 — 0,23 — оло 2 — 0,19 2 0.03 0,07 о,ой 2 0,10 0,22 1 0,77 2 Ок2 ' Е„' стан1аргпый аьислн1сльно-восс1,1новительныи потенниал )рН7 21 С"), и «отичсство грвнспортнр)смык тлектРонов Ес о1носнгсв к частичной Реакпии Окислитель 4 е Восс1вновитель 14.
Окислительное фоефорилнрование 73 т-Оксог тттарат Лпетат Ф .ррслакснн )окистенный) 211 ЫАОЫАОР" Лнполт )окньлепный) Глугагиан )окисленньпп Мктвльлегил Пирувв ~ Фумараг Цнтохром 1 ) 1) Дс1илроаскарбе1 Убихинпн )окистен) ыа) Ци1охром с 1-1- 31 Ре ) + 3) 1'2 О т 2Н' Воссгшшвигель и К,;, В С'тмпша1 1 Г'От Аиста 1ьлегил Фсрреъткыш )восстановленный) Нт ЬАОН 4 Н" ЫАОРН .г Н' У!нпоат )воссгв- НОВЛСНШ4В Глутвтнпн 1аосстанов 1енный) Эг ШОЛ лвк1вт Сусаннах Цн1охрон Ь !-г 2) Аскорбвг Убнхинан )васстановлс1шыи1 Цнтахроы 1 Ь 2) Ь'с )ч 2) Н,!) капит в фпввопоотввнвх тгыячгитохровьс- ЙАВН вЂ” ь~ ь С Кцит Оолкктава — ь Цит. с — ь ЦитохревьоОкоид ага г Последовательность переносчиков электронов в дыхательном ансамбле.
Протоны выбрасываются тремя комплексами, которые на рисунке закрашены. Рис. 14.4. Лбе' = — лГЛЕО, Часть П. Генерирование и хранение энергнн 74 можно легко вычислить из разности окислительно-восстановительных потенциалов реагирующих соединений. Рассмотрим, например, восстановление пирувата за счет АРАОН; а) Пируват + )т(АРН -ь Н Лактат + ЖАР~, Окислительно-восстаиовительный потен- пиал для пары )т(АР~:)т)АРН равен — 0,32 В, для пары пируват:лактат — 0,19 В. Условимся окислительно-восста- новительные потенциалы, относящиеся к ча- стичным реакциям, записывать следующим образом: Окислитель + е — Восстановит ель. Тогда б) Пируват + 2Н" + 2е — Лактат ЕО = — 019 В.
в) НАР ч- Н' -ь 2е — МАРН ЕО = — 032 В Вычитая реакцию в) из реакции б), получаем желаемую реакцию а) и ЛЕО = + 0,13 В. Теперь можем рассчитать Лбьы лля восстановления пирувата за счет )т)АРН. Изменение стандартной свободной энергии Лбв' связано с изменением окислительновосстановительното потенциала ЛЕО урав- нением где л — число переносимых электронов, Г- число Фаралея (23,062 ккал В ' моль '), ЛЕО выражается в вольтах, Лбе'-в килокалориях на моль. Для восстановления пирувата и = 2, и тогда Лбв' = — 2 23,062 0,13 = — 6 икал/моль. Заметим, что лоложитиельное значение ЛЕ' указываем на экзергоиический характер реакции, протекающей в стандартных условиях.
14.3. Величина окислнтельно- восстановнтельиого потенциала дыхательной цепи составляет 1,14 В, что соответствует 53 ккал Движущая сила окислительно фосфорили- рования-это потенциал переноса электро- нов, присущий )т(АРН или ГАРН,. Рассчи- таем ЛЕ' и Лб', связанные с окислением ХАРН под действием О,. Промежуточные частичные реакции следующие; а) 1/2Ог + 2Н' ь 2е — НОО Ео= -ь0,82В б) )т(АР" + Н" + 2е )т)АРН ЕО'= — 032 В.
Вычитая реакцию б) из реакции а), получа- ем в) 1(2Ог + МАРН ь Н НгО + + ХАР' ЛЕО = + 1,14 В. Свободная энергия окисления для этой ре- акции составляет Лбе пГЛЕО = 2'23 062'1 14 = = — 52,6 ккал/моль. 14.4. Флавии, железо-сериые комплексы, хннон н гемовые группы переносят электроны от )т(АРН к Ог Электроны переносятся от ХАРИ к О через ряд переносчиков: флавины, железо- серные комплексы, хиноны и гемы (рис, 14.4). Эти переносчики электронов, за исключением хинонов, являются простетическими группами белков.
Первая реакция состоит в окислении )т)АРН под действием (т'АРН-Я вЂ” редуктазы (называемой также )т'АВН-дегидрогеназой), ферментом, состоя- о н с с Н)С вЂ” С С' . С НН !! ( ! н,с — с~ с с с=о с н н сн, н — с — он н — с — он н — с — он СН,ОРО)) ОЛЬЛНННОНОНУПЛФОТН4 щим по меньшей мере из шестнадцати полипептидных цепей. Два электрона переносятся от МАРН на ййлавинмананукссеатись (ГМХ), простетическую группу фермента, с образованием ее носстановленнои формы ГМ)ь(Н) о н н ,с н,с — с~~с с ' с нн ! (! !( ( ~~с .н~ н ~ н сн, н — с — он ( н — с — он ) н — с — он ( СН)ОРО)' Воеотлноллонныа флаоннаонлнуллвотнд Фермент Д (сокрашенно О). ВООО)ЬНОЬПЬНЙАПНЬ~ рмй нын рпз ьс оннппьннын о НАП'е руИН ) ь О""Опоннь'" Л" Восо)ьнпьлвннЫЛ О 2 Рьн ьпо С ГМИН) элексроны переносятся затем на ряд железо-серныт камнлексав (сокращенно Ге-Я), исраюших роль второй простетической группы н молекуле МАРН-О— редуктазы, Железо в этих соединениях это негемовое железо, в связи с чем железо-серные белки называют также негемопыми желе)онратеинимн.
Новые исслелования показали, что Ге-5-комплексы играют важную роль в широком круге окислительно-восстановительных реакций в биологических системах. Известны три вила Ге-Вщентров (рис. 14.5). В простейшем случае единственный атом железа тетрлэдрически координирован с сульфгидрильными группами четырех цистсиновых остатков белка. Второй вид комплексов (обозначен как Ге)-$2 ) содержит 2 атома железа и два неорганических лисульфида, присоединенных к четырем цистеиновым остаткам. В комплексах третьего вида (Геь-Вь) содержится четыре атома железа, четыре неорганических сульфида и четыре остатка цистеина.
Атом железа в этих комплексах может присутствовать в восстановленном (Ге ~ ) или окисленном (Ге + ) состоянии. (ь(АРН-О-редуктаза солержит второй (Ге)-Я)) и третий (Гел-Вь) типы комплексов. От железо-серных центров ХАРН4 ) — релуктазы электроны переносятся далее на ка- 14. Окнелнтельное Фосфорнлироваиие 75 МАРН + Н т ГМ)ь) ГМИН + ХАР ' . Кофермент Π— хиноновое производное с длинным изопреноилным хвостом, Его называют также убихинана,н и)-за его повсеместного распространения (п(нс)цйопв) в биодогических сисгемах. Число изопреновых единиц в кофермснтс О зависит от вида живых организмов.
У млекопитающих сго наиболее распространенная форма содержит десять изопреновых единиц и обозначается как (Ь)О, Изопреноидный хвост обусловливает высокую неполярносгь ('„ь, которая способствует его быстрой диффузии в углеводородной фазе внутренней митохонпришььной мембраны. Кофермент С) — единственный переносчик электронов в дыхательной цепи, который не связан прочно с белком н не присоединен к нему ковалентно. Кофермент Д действите сьно с2)ужит высакамадьмьным нервно<чикам )лектронав между флаванратеи)сами и цитахрамами цели иере- носа электронов.
Напомним, что ГАРН) образуется в цикле трнкарбоновых кислот при окислении сукцината в фумарат сукципат-дегидрогеназой. Сукцинат-дегидрогеназа — один из двух компонентов сукцинат-Ц вЂ” редьктазного комплекс а; второй компонент Ге-Б-белок. Этот комплекс, подобно ХАРН4„>-редуктазе, является интегра.)ьным компонентом внутренней митохон- о () с НтСΠ— С С вЂ” СНэ !) !! — — СН; С О Окнонвннвв форма кофврнвнтв Отв (окновонныа Отв) ОН С н,со — с~~ с — сн, !! Н СΠ— С .С вЂ” СН.
С"' С ОН Вооотвновввннвв форнв кофврнвнтв О,в [воеетвновввнный Отв) Рис. 14.5. 76 дриальной мембраны. Обладающие высоким потенциалом электроны ГАРНг в сукцинат-дегидрогеназном компоненте переносятся затем на Ге-5-центры комплекса и далее на кофермент О для включения в цепь переноса электронов. Подобно этому, глицеролфосфат-дегидрогеназа (разд.
14.9) и дегидрогеназа СоА-эфиров жирных кислот (разд. 17.8) переносят свои электроны с высоким потенциалом на кофермент О с образованием его восстановленной формы ЯНг. Переносчиками электронов между ОНг и О, помимо одного Ге-5-белка служат все Читохромы. Центральную роль цитохромов в дыхании открыл в 1925 г. Дэвид Кейлин (РатЫ Кейп). Цитохром — это переносяи(ий электроны белок, молекула которого содсрхсит в качестве гтростетической группы гем. В ходе переноса электронов атом железа находится то в восстановленной ферроформе (+ 2), то в окисленной ферриформс (+ 3). Группа тема, подобно Ге-5-центру, переносит только один электрон в отличие от ХАРИ, флавина и кофермента О, переносящих по два электрона. Таким образом, молекула ОН„восстановленной формы хинона, переносит свои два обладающие высоким потенциатом электрона на две молекулы цитохрома Ь, следующего члена цепи переноса электронов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
