Студопедия — Общая характеристика дыхания и его ферментная система
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Общая характеристика дыхания и его ферментная система






В цепи превращений в растительной клетке дыхание занимает центральное звено. Сущность дыхания заключается в окислении органических веществ до конечных продуктов СО2 и вода с выд5елением энергии. Суммарное уравнение имеет вид:

С6Н12О6 + 6О2↓ = 6СО2↑ + Н2О + 2721 кДж

При дыхании происходит поглощение молекулярного кислорода и выделении СО2. энергия освобождаемая при окислении органических кислот аккумулируется в связях АТФ. Поэтому важнейшей функцией биологического окисления является аккумуляция энергии в доступной для использования форме. Это первая.

Вторая. В ходе окисления образуется восстановительный потенциал - * (сокращенно НАДН), который используется для восстановления нитратов до аммиака.

Третья функция дыхания заключается в том, что при окислительном преобразовании сложных и относительно инертных молекул появляются более простые и лабильные метаболиты, являющиеся и строительным материалом в разнообразных синтезах.

Таким образом, в процессе дыхания создается как энергетическая, так и материальные базы клетки, необходимые для обеспечения жизненных функций организма.

Дыханию принадлежит важная роль в обеспечении защитных реакций организма. Многие заболевания растений сопровождаются повышением интенсивности дыхания и активировании дыхательных ферментов – пероксидозы, полифенолоксидозы и др. соединений. Одной из известных функций дыхания является детоксикация некоторых ядов, происходящая путем их окислительной деструкции – от лат нарушение или разрушение нормальной структуры.

В растительной клетке органеллой аэробного дыхания являются митохондрии. Каждая митохондрия окружена двойной мембраной. Наружная мембрана митохондрий легко проницаема для органических соединений, имеющих до 3 атомов углерода. Трехуглеродное соединение образуется при распаде шести углеродных сахаров в цитоплазме. Трехуглеродыне соединения пройдя через наружную мембрану окисляются затем до СО2 и Н2О в серии ферментативных реакций. На наружной мембране расположены ферменты субстратного фосфорилирования и могут находиться ферменты гликолиза.

Внутренняя мембрана образует множество пластинчатых выростов, называемых кристами. Сами кристы покрыты выростами виде гриба, называемые факторами сопряжения. На кристах по значениям ОВП расположены ферменты электрон-транспортной цепи. На факторе сопряжения происходит синтез АТФ.

Внутреннее пространство митохондрий заполнено полужидкой массой называемой матриксом состоящей на 50% из белка. Во внутренней части митохондрий содержатся ферменты, катализирующие реакции цикла ди- и трикарбоновых кислот (цикл Кребса).

Дыхание это окислительно-восстановительный процесс в результате которого водород окисляемого субстрата восстанавливает кислород с образованием воды (Н2О) или перекиси (Н2О2).

Отнятие водорода и перенос электронов по ЭТЦ осуществляют ферменты – оксидоредуктаза.

Выделяют три группы оксидоредуктаз:

Анаэробные дегидрогеназы;

Аэробные дегидрогеназы;

Оксидазы.

Анаэробные дегидрогеназы это двухкомпонентные ферменты коферментация которых может быть: НАД + (никотинамидадениндинуклеотид) или НАДФ+ содержащий на одну фосфатную группу меньше, чем НАД,

Анаэробные дегидрогеназы активируют определенные атомы водорода субстрата, придавая им способность переходить с субстрата на акцептор. Они передают электроны и протоны различным переносчикам, в том числе дегидрогеназам.

Анаэробные дегидрогеназы – это также двухкомпонентные ферменты, содержащие в сотаве кофермента производные рибофлавина (витамина В2). Коферментом флавиновых ферментов могут быть ФАД+ (флавинаденинДинуклеотид) или ФМН (флавинмононуклеотид). Они передают электроны различным акцепторам, в том числе и кислород.

Оксидазы это ферменты способные передавать электроны от окисляемого субстрата только на кислород. Если переносится на кислород 4-е то образуется вода (Н2О), если 2-е то образуется Н2О2 (перекись):

О2+4Н++4е-=2Н2О; О2+2Н-+2е=Н2О2

Среди оксидаз важную роль играют железосодержащие ферменты – это цитохромы. Дыхательная цепь содержит цитохром в, с1, с, а и а3. при переходе электронов от цитохрома к цитохрому валентность железа все время изменяется. Все переносчики электронов сгруппированы в митохондриальной мембране в такой последовательности.

Митохондриальная ЭТЦ

№ п/п * ЭТЦ ОВП, В
  НАДН -0,32
  ФАДН -0,08
  Коэнзим Q +0.07
  Цитохром в +0,08+0,15
  Цитохром с1 +0,21+0,21
  Цитохром с +0,97+0,25
  Цитохром а +0,38+0,29
  Цитохром а3 +0,55
  Кислород О2 +0,81

На основе данных ЭТЦ еще раз подчеркнем, что кислород необходим для заключительного этапа дыхания. Этот этап связан с окислением восстановленных коферментов НАДН и ФАДН в дыхательной ЭТЦ митохондрий. С потоком электронов в ЭТЦ сопряжен и процесс запасания энергии в форме АТФ. В процессе переноса по ЭТЦ электроны трижды пересекают мембрану и при каждом пересечении переносят пару протонов из внутреннего компартмента митохондрии в межмембранное пространство. В результате этого между двумя сторонами мембраны возникает градиент рН. Вследствие этого протоны возвращаются обратно во внутренний компартмент диффундируют по каналам фактора сопряжения. Энергия этого градиента используется для образования АТФ из АДФ и фосфата.

К ферментным системам, участвующим в превращении дыхательного материала относятся карбоксилазы. Они катализируют отщепления СО2 от органических кислот, образуя соединения с укороченной углеродной цепью.

Заканчивая характеристику ферментных систем регулирующих дыхание, необходимо упомянуть еще об одной группе катализаторов выполняющих важную роль в предварительной подготовке дыхательного материала.

Преобразование молекулы полимера начинают ферменты гидролитического комплекса (показать гликолиз), осуществляющих расщепление полимеров и их превращение в простые (шестиуглеродные) соединения. Затем вступают в действие ферменты – киназы, которые переносят остатки фосфорной кислоты на 6-ти и 3-х углеродные соединения. Образование фосфорных эфиров сахаров знаменуют собой значительное повышение реакционной способности углеводной молекулы.

Дальнейшее активирование углеводной молекулы достигается за счет преобразования химической структуры молекулы, придания ей более напряженной формы строения. Эти процессы катализируются ферментами из группы изомеров. В хорде окисления молекулы сахара ключевая роль принадлежит и трансферазам, катализирующих окисление и перенос отдельных фрагментов углеродной цепи.







Дата добавления: 2015-08-12; просмотров: 1018. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Картограммы и картодиаграммы Картограммы и картодиаграммы применяются для изображения географической характеристики изучаемых явлений...

Практические расчеты на срез и смятие При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета...

Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Прием и регистрация больных Пути госпитализации больных в стационар могут быть различны. В цен­тральное приемное отделение больные могут быть доставлены: 1) машиной скорой медицинской помощи в случае возникновения остро­го или обострения хронического заболевания...

ПУНКЦИЯ И КАТЕТЕРИЗАЦИЯ ПОДКЛЮЧИЧНОЙ ВЕНЫ   Пункцию и катетеризацию подключичной вены обычно производит хирург или анестезиолог, иногда — специально обученный терапевт...

Ситуация 26. ПРОВЕРЕНО МИНЗДРАВОМ   Станислав Свердлов закончил российско-американский факультет менеджмента Томского государственного университета...

Методы прогнозирования национальной экономики, их особенности, классификация В настоящее время по оценке специалистов насчитывается свыше 150 различных методов прогнозирования, но на практике, в качестве основных используется около 20 методов...

Методы анализа финансово-хозяйственной деятельности предприятия   Содержанием анализа финансово-хозяйственной деятельности предприятия является глубокое и всестороннее изучение экономической информации о функционировании анализируемого субъекта хозяйствования с целью принятия оптимальных управленческих...

Образование соседних чисел Фрагмент: Программная задача: показать образование числа 4 и числа 3 друг из друга...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.008 сек.) русская версия | украинская версия