Osnovy_biokhimii_Nelson_i_Kokh_tom_3 (1123315), страница 30
Текст из файла (страница 30)
Глава 29 1. Реакция 1:(а), (г) АРАОН; (б), (д) Е-ГМХ; (в) НАР /)чАРН и Е-ГМ)ч(т ГМ)ч(Нт Реакция 2 (а), (г) Е-ГМХНт; (б), (д) ГезЦ (в) Е-ГМ)чг ГМЫНт и Гез'г Гет Реакция 3: (а), (г) Гет"; (б), (д) О; (в) Гез'/Гет' и О,'ОНт 2. Боковая цепь позволяет убихинону растворяться в липидах и диффундировать в полужидких мембранах.
3. На основании ра шичия стандартных восстановительных потенциалов (ЬЕ") лля каждой пары полуреакций можно найти значение ЛС". Окислению сукцината под действием ГАО способствует отрицательное стандартное изменение свободной энергии (ЛС" = — 3,7 кДж/моль). Окисление ХАО' сопровождалось бы значительным положительным стандартным изменением свободной анергии (ЛС" = - 68 кДж/моль). 4. а) Все переносчики восстановлены; С)ч( блокирует восстановление От под действием цитохромоксидазы. б) Все переносчики восстановлены; если нет Оэ восстановленные переносчики не могут окисляться.
в) Все переносчики окислены. г) Переносчики на ранних стадиях восстановлены, на более поздыих стадиях — окислены. 5. а) Ингибирование )ч(АГ)Н-дегидрогеназы ротеноном снижает скорость потока электронов в дыхательной цепи, что в свою очередь снижает скорость образования АТР. Если из-за этою организму перестает хватать АТР, наступает смерть. б) Антимицин А сильно ингибирует окисление О в дыхательной цепи, снижая скорость переноса электронов и вызывая все те последствия, что перечислены в (а). в) Поскольку антимицин А блокирует перелачу на кислород всех электронов, он — более сильный яд, чем ротенон, который блокирует только передачу электронов от с(АОН, но не от ГАОНт.
6. а) Для удовлетворения потребности в АТР повышается скорость переноса электронов, следовательно, соотношение Р/О понижается. б) При высокой концентрации разобщающего агента отношение Р/О близко к нулю. При снижении этого отношения для производства того же количества АТР следует окислить больше топливных молекул. Избыток тепла, выделяющегося в этих окислительыых процессах, повышает температуру тела. в) Повышеыие активности дыхательной цепи в присутствии разобщаю- щего агента требует расщепления дополнительных топливных молекул. Окисление дополнительных топливных молекул (включая запасные жиры) для выработки того же количества АТР приводит к уменьшению массы тела.
При Р/Π— 0 недостаток АТР вызывает смерть. 7. Валиыомицин выступает в роли разобщающего агента. Он взаимолействует с ионами К', образуя комплекс, проникающий через внутреннюю мембрану митохондрий, что нарушает мембранный потенциал. Снижается производство АТР, что вызывает повышение скорости передачи электронов. Это в свою очередь вызывает повышение протонного гралиента, усиливает потребление кислорода и выделение тепла. 8. а) Ингибируется образование АТР, б) Образование АТР тесно сопряжено с переносом электронов: 2,4-динитрофенол является разобщающим агентом для окислительыого фосфорилироваыия. в) С олигомицином. 9.
Цитозольыая малатдегидрогеназа играет ключевую роль в транспорте восстановительных эквивалентов черсп внутреннюю мембрану митохондрий с помощью малат-аспартатного челночного механизма. (32Х! Приложение 6 10. а) Гликолиз становится анаэробным. б) Потребление кислорода прекращается.
в) Усиливается образование лактата. г) Выход АТР снижается до 2 АТР на молекулу глюкозы. 11. Стационарная концентрация Р, в клетке намного выше концентрации АРР. Р„образуюьцийся при гидролизе АТР, очень мало влияет на общую концентрацию Р,. 12. Реакция на изменение (а) происходит значительно быстрее, поскольку реакция на изменение (б) связана с синтезом белка. 13. а) Вместо молочнокислого брожения происходит окисление ХАРН благодаря передаче электронов.
б) Окислительное фосфорилирование более эффективно. в) В условиях высокого отношения действующих масс в системе АТР происходит ингибирование фосфофруктокиназы-1. 14. Преимущество в том, что сбраживание древесных опилок до спирта можно проводить в присутствии Оь и нет необхолимости строго соблюдать анаэробные условия, что весьма сложно. Эффект Пастера не наблюдается авилу неактивности цикла лимонной кислоты и электронтрапспортной цепи. 15. Возможен более эффективный транспорт электронов между комплексами.
16. а) Внешняя среда: 4,0 10 " М; матрикс 2,0 10 " М; б) энергетический вклад ЬрН (градиента концентрации Н') 1,7 кДж/моль; в) 21; г) недостаточно; д) общий трансмембранный потеьшиач. 17. а) 0,91 мкмолььь(с г); б) 5,5 с; для полдержания концентрации АТР на постоянном уровне регуляция его синтеза должна быть слаженной и быстрой.
18. 53 мкмолЫ'(с г). При стационарной концентрации АТР 7,0 мкььольььг это эквивэлентно 1О оборотам пула АТР в секунду. Этого запаса хватит на 0,13 с. 19. Реактивные формы кислорола взаимолействуют с макромолекулами, включая ДНК. Если дефект митохондриального гена приводит к активной продукции РФК, могут повреждаться ядерные гены, копирующие протоонкогены, что приводит к образованию онкогенов, неконтролируемому росту клеток и раку. 20. Различия в степени гетероплазмии по лефектному гену являются причиной разной степени тяжести митохондриальных заболеваний. 21. Внутренняя мембрана митохондрий непроницаема для ХАРН, но восстанавливающие эквиваленты ХАРН переносятся через мембрану косвенным путем: они передаются на оксалоацетат в цитозоль, образующийся малат проникает в матрикс и митохонлриальный ХАР' восстанавливается до ХАРН.
22. Цикл лимонной кислоты останавливается из-за отсутствия акцептора электронов, способного принять их от ХЛРН. Образующийся в процессе гликолиза пируват не может войти в цикл в виде ацетил-СоА; накапливающийся пируват в результате трансаминирования превращается в алании и доставляется в печень. 23. Пируватдегидрогеназа локализована в митохонлриях,глицеральдегил-З-фосфатдегидрогеназа — в цитозоле. Пулы клеточного ХАР' разделены внутренней митохондриальной мембраной. 24. Полное отсутствие глюкокиназы (две лефектные зллели) делает невозможным проведение гликолиза с такой скоростью, которая обеспечила бы необходимую лля секреции инсулина концентрацию АТР.
25. Дефект комплекса П приводит к усилению синтеза РФК, повреждению ДНК и мутациям, которые вызывают нерегулируемое деление клеток (рак). Пока неизвестно, почему рак возникает именно в среднем отделе тонкого кишечника. 26. Для достижения максимальной скорости фотосинтеза ФС! (которая поглощает свет с длиной волны 700 нм) и ФСП (поглощает свет с алиной волны 680 нм) должны функционировать одновременно. 27. Источником лополнительной массы является вода, потреблениая в суммарной реакции. 28. Пурпурные серные бактерии в качестве донора водорода в процессе фотосинтеза используют Нз5. Кислород в этих реакциях нс участвует, поскольку единственная фотосистема бактерии не имеет марганецсодержапьего расщепляющего воду комплекса.
29. 0,44 30. а) Останавливает; б) замедляет; некоторое количество электронов продолжает циркулировать по циклическому пути. 31. При освещении устанавливается градиент протонов. При добавлении АРР и Р, этот градиент направляет синтез АТР, но в темноте градиент исчезает.
32. Диурон блокирует перенос электронов между ФСП и первым участком синтеза ЛТР. 33. В присутствии вентурицидина блокирован перенос протонов через комплекс СРвСЕь и поток электронов (выделение кислорода) прололжается лишь до тех пор, пока изменение своболной энергии в процессе перекачки протонов против увел ич ивающегося протонного градиента не станет равным доступной своболной энергией фотонов.
Динитрофенол, разрушающий протонный градиент, восстанавливает поток электронов и выделение кислорода. 34. а) 56 кДжУмоль; б) 0,29 В. Краткие решения задач и ответы яа вопросы ~ 329 ~ 35. Из разницы восстановительных потенциалов можно найти, по АС" реакции составляет 15 к7(ж/моль. Рисунок 19-46 показывает, что анергии фотонов из любой области видимой части спектра Гюлее чем достаточно для провеления этой энлергонической реакции.
36. 1,35 10 и; реакция крайне неблагоприятна! В хлоропластах этот барьер преодолевается за счет энергии солнечного света. 37. — 920 кДж/моль. 38. Не образуется. Электроны от НзО поступают на искусственный акцептор электронов — Ре", а не на МАРР'. 39. Примерно 1 раз за 0,1 с; возбуждается 1 молекула из 10". 40. Свет с длиной волны 700 нм возбуждает ФС1, но не ФСП. Электроны перелаются от Р700 на 1«!АРР', но от Р680 электроны не поступают. При возбуждении ФСП светом с длиной волны 680 нм электроны начинают перемещаться в направлении к ФС1, но очень скоро переносчики электронов между двумя системами полностью восстанавливаются. 41. Не участвует. Возбужденный электрон от Р700 возвращается для заполнения «дырки», возникшей при облучении.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
