166233 (599186)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

План

1. Обмін речовин – функція живого

2. Перетворення хімічної енергії в організмі:

2.1. Перекисна теорія

2.2. Теорія Паладіна

2.3. Сучасні уявлення про механізм процесу біологічного окислення

3. Механізм переносу протонів і електронів по дихальному ланцюгу:

3.1. Аеробне та анаеробне окислення

3.2. Окислювальне фосфорилювання

3.3. Вільне та спряжене окислення

4. Макроергічні зв‘язки та макроергічні сполуки

Починаючи вивчення курсу біохімії ми визначили основні характеристики живого організму. На відміну від предметів неживої природи живі об‘єкти здатні до самовідтворення з передачею генетичної інформації. Являючись відкритими системами – активно взаємодіють з навколишнім середовищем, підтримуючи тим самим власну внутрішню рівновагу (гомеостаз). В основі останнього лежить надходження енергії харчових субстратів з оточуючого середовища в організм і виведення з нього кінцевих продуктів внутрішнього обміну. Сукупність обмінних процесів між живою системою та оточуючим середовищем отримали назву метаболізму, а реакції що приводять до утворення кінцевих продуктів життєдіяльності організму називають внутрішнім обміном.

Реакції внутрішнього обміну за напрямками їх протікання та характером кінцевих продуктів поділяють на:

Проміжний обмін – комплекс хімічних перетворень речовин які щойно потрапи-ли в організм ззовні.

Пластичний обмін – сукупність хімічних процесів що приводять до синтезу специфічних для організму речовин: ферментів, гормонів, енерговмісних сполук, структурних елементів клітини.

Функціональний обмін – включає біохімічні реакції які забезпечують функціональну активність клітин, тканин та органів.

Обмін речовинами в живій системі забезпечується взаємопов‘язаними але протилежними процесами асиміляції та дисиміляції.

Асиміляція – засвоєння та перетворення речовин оточуючого середовища у специфічні для організму сполуки.

Дисиміляція – розпад речовин організму до кінцевих продуктів та виведення їх з організму.

Сонячна енергія, у глобальному понятті, єдине джерело енергії планети Земля. Сонце виділяє 13 10²³ Ккалорій енергії на рік. Кількість енергії що падає на Зелю щоденно, еквівалентна 1000000 атомних зарядів що впали на Хіросіму. Частина енергії затримується у верхніх шарах атмосфери, частина, відбиваючись від поверхні, розсіюється у вигляді тепла і лише 1 % її перетворюється в енергію хімічних зв‘язків органічних сполук завдяки процесам фотосинтезу. Людина як не фотосинтезуюча система не має можливості безпосередньо засвоювати cонячну енергію для підтримання процесів життя. Функціональна активність організму забезпечується зовнішнім надходженням енергії у вигляді хімічної енергії харчових продуктів.

2. Перетворення хімічної енергії в організмі

Питання про трансформацію енергії хімічних зв‘язків у фізіологічні функції давно хвилювало вчених. Ще у 18 сторіччі Лавуазьє помітив подібність процесів дихання організму та горіння органічних речовин. Для підтримання обох процесів необхідним є кисень, а кінцевими продуктами являються вода і вуглекислий газ.

Після відкриття Лавуазьє за короткий проміжок часу виникло багато теорій біологічного окислення органічних речовин.

2.1 Перекисна теорія Шенбайна–Баха

Передумовою створення послужило відкриття Шенбайном озону, який здатний окислювати деякі речовини при звичайній температурі утворюючи пероксиди.

Суть:

1. Кисень повітря попадаючи в організм активується під дією легкоокисних речовин ( оксигеназ) з утворенням пероксидів.

О

о ксигеназа + О₂ ОКСИГЕНАЗА

О

1. Кисень пероксиду оксигенази, під впливом ферменту пероксидази, переноситься на більш важкоокисні субстрати окислюючи їх.

О О О
ОКСИГЕНАЗА + S S + оксигеназа.

О

2.2 Теорія Паладіна–Віланда (окислення речовин шляхом їх дегідрування)

Передумовою виникнення було відкриття в рослинах особливих пігментів, що здатні окислювати субстрати без кисню.

С уть:

1. Окислення субстратів проходить завдяки їх дегідруванню ( відщеп-ленню від молекул субстрату атомів водню), що здійснюється за допомогою де-гідрогеназних ферментних систем:

H H

S + D S + D

H H

Red. Ox Ox Red

1. Кисень безпосередньо з субстратом не взаємодіє, а окислюючи відновлену форму дегідрогеназ запобігає зупинці процесів біологічного окислення:

H H

D + O D + O + Е

H H

Red Ox Ox Red

Подальший розвиток науки довів справедливість обох теорій які і лягли в основу сучасних уявлень про механізм біологічного окислення.

2.3 Сучасна теорія біологічного окислення

Біологічне окислення – сукупність хімічних реакцій у яких проходить перенос електронів і протонів від окислювальної речовини ( донора ) до речовини що відновлюється (акцептора). Процес відбувається з виділенням енергії.

Перенос електронів і протонів водню між речовинами (компонентами дихального ланцюга мітохондрій) відбувається згідно їх величин спорідненості до електрону (сила притягання електрона до ядра). Кількісною мірою останньої є величина окисно-відновного потенціалу Е.о.: – від‘ємна величина Е.о. характеризує низьку спорідненість до електрона, речовина добре віддає електрони і протони, тобто є їх донором; – позитивна величина Е.о. характеризує високу спорідненість до електрона, речовина краще приєднує електрони і протони ніж віддає їх, тобто є акцептором протонів і електронів.

Перенос електронів і протонів відбувається за допомогою різноманітних ферментних систем.

Дегідрогенази – складні білки які каталізують відщеплення атомів водню та електронів від окислювальних субстратів. Складаються з білкової частини – апоферменту, та небілкової – коферменту чи простетичної групи. В організмі налічується біля 150 видів дегідрогеназних ферментних систем.

В процесах окислення найчастіше беруть участь три типи систем які відрізняються будовою небілкової частини.

1). Якщо коферментом дегідрогеназної системи є вітамін РР (амід нікотинової кислоти), то говорять про НАД– та НАДФ-залежні дегідрогенази.

НАД і НАДФ–залежні дегідрогенази: легко окислюють вуглеводневі, жирові та білкові субстрати; високорухливі носії протонів водню між різними дегідрогеназними системами; Е.о. = –0.3 В.

Нікотинамідаденіндинуклеотид Нікотинамідаденіндинуклеотидфосфат

CONH₂ CONH₂

N N

O–CH₂ O O–CH₂ O

H H H H

H OH OH H H OH OH H

O=P–OH O=P–OH NH₂

NH₂

O N N O N N

O =P–OH O=P–OH

N N N N

O–CH₂ O–CH₂

O O

H H H H

H OH HO H H O HO H

HO–P=O

OH
Активною частиною їх є піридинове кільце нікотинаміду:

H H H H

S + H CONH₂ H CONH₂

H H H H H + H⁺ + S

N⁺ N

2 ) Якщо простетичною групою є вітамін В₂ (рибофлавін) то говорять про флавінзалежні дегідрогенази ФМН та ФАД. ФАД–залежні дегідрогенази, які переважно окислюють жирові субстрати та НАД-залежні дегідрогенази маючи окисно-відновний потенціал Е.о. = - 0.1 В.

Активною частиною їх молекули є ізоаллоксазинове кільце рибофлавіну:

O O

H CH₃ N NH CH₃ NH NH

S + + S

H CH₃ O CH₃ O

N⁺ N N NH

Флавінмононуклеотид Флавінаденіндинуклеотид

O O

CH₃ N NH CH₃ N NH

CH₃ O CH₃ O NH₂

N⁺ N N N N

CH₂ CH₂

CH–OH CH–OH N

CH–OH CH–OH N

CH–OH OH CH–OH OH OH

CH₂–O–P–OH CH₂-O-P-O-P-O-CH₂

O O O

O

H H

H OH OH

H

1. Якщо коферментом є похідне вітаміну К, то відповідні дегідрогенази називають убіхінонзалежними чи коферментом Q.

O

CH₃O CH₃

CH₃ CH₃

CH₃O (CH₂–CH=C–CH₂)₉–CH₂–CH=C–CH₃

O

Активною частиною молекули кофермента Q є убіхінон:

O OH

H CH₃O CH₃ CH₃O CH₃

S + + S

H CH₃O R CH₃O R

O OH

Убіхінонзалежні дегідрогенази володіючи Е.о. = – 0.05 В окислюють тільки НАД- і ФАД-залежні дегідрогенази. Являючись надзвичайно високорухливими, є вузловими пунктами збору протонів водню окислених субстратів.

Особливим типом переносчиків є цитохроми. На відміну від дегідроге-наз, які безпосередньо окислюють субстрати забираючи від них протони водню та електрони, цитохроми лише переносять електрони окислених субстратів на кінцевий акцептор.

Цитохроми – складні білки, що складаються із залізовмісної простетичної групи та білка носія. Перенос електронів відбувається за рахунок зміни окисно-відновних потенціалів іону заліза:

F e³⁺ + e Fe²⁺

Fe²⁺ – е Fe³⁺

По будові білка носія та значенням окисно–відновних потенціалів цитохроми поділяють на слідуючі типи :

Цит В < цит C < цит С < цит А₁ < цит А₃

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов книги