Обменные реакции митохондрий

Большинство митохондриальных транспортных систем катализирует обменные реакции. Поэтому, чтобы получить достоверные результаты по транспорту метаболита, необходимо предварительно нагрузить митохондрии веществом, на которое он обменивается. [c.165]

Уменьшение количества Фн и АДФ и соответствующее увеличение количества АТФ ведут к подавлению гликолиза и ускорению глюконеогенеза. Что касается судьбы восстановленного НАД, то в аэробных клетках он окисляется с помощью цепи переносчиков электронов, локализованной в митохондриях (см. гл. XV) в клетках, по преимуществу анаэробных, окисление происходит в результате ряда связанных между собой реакций, из которых наибольшее значение в обмене веществ у животных имеет реакция [c.301]

При набухании митохондрий из окружающей жидкой фазы, гиалоплазмы, в митохондрии проникают субстраты окисления и другие растворенные вещества. Наоборот, при сокращении митохондрий происходит выталкивание различных веществ и поступление их в гиалоплазму. Этот обмен также представляет собой особую форму мембранного транспорта. Изучение кинетики активного транспорта сахаров внутрь митохондрий показало, что транспорт субстрата падает в несколько раз при сокращении митохондрий. Тем самым сокращение митохондрий вызывает ослабление процесса дыхательного фосфорилирования. Отсюда регулирование скорости реакций дыхания посредством изменения проницаемости. [c.184]

Эта реакция необратима и в основном протекает в микросомах и митохондриях гепатоцитов, а также в цитозоле клеток. Уксусная кислота, являясь естественным субстратом клеточных ферментов, образует ацетил-КоА, который затем вовлекается в цикл Кребса. Последствия избыточного образования уксусной кислоты при алкогольной интоксикации проявляются во-первых, в усилении процессов биосинтеза с участием аце-тил-КоА, что приводит к нерациональному использованию энергии во-вторых, в накоплении в тканях восстановленных и снижении содержания окисленных форм НАД, что имеет принципиальное значение для понимания биохимической сущности алкогольного отравления. Для окисления 125 г этанола требуется столько же НАД, сколько потребляется при окислении 500 г глюкозы, т. е. того количества углеводов, которое расходуется организмом за сутки. В результате нарушаются жизненно важные обменные процессы, такие, как гликолиз, энергетический обмен, усиливается синтез жирных кислот и липидов, что, в частности, может приводить к жировому перерождению печени. [c.412]

Но синтез АТР-это не единственный процесс, идущий за счет энергии электрохимического градиента. В матриксе, где находятся ферменты, участвующие в цикле лимонной кислоты и других метаболических реакциях, необходимо поддерживать высокие концентрации различных субстратов в частности, для АТР-синтетазы требуются ADP и фосфат. Это означает, что через обычно непроницаемую мембрану должны проходить разнообразные субстраты. Обмен с цитозолем осуществляется с помощью ряда важных транспортных белков, встроенных во внутреннюю мембрану. Во многих случаях эти белки активно переносят определенные молекулы против их электрохимических градиентов, т. е. осуществляют процесс, требующий затраты энергии. Для ряда метаболитов источником этой энергии служит сопряжение с транспортом каких-то других молекул, перемещающихся вниз по электрохимическому градиенту (разд. 6.4.2). Например, в транспорте ADP участвует система антипорта ADP-ATP при переходе каждой молекулы ADP в матрикс из него выходит наружу одна молекула АТР, причем перенос последней осуществляется по электрохимическому градиенту. В то же время система симпорта сопрягает передвижение фосфата внутрь митохондрии с направленным туда же потоком Н протоны входят в матрикс по градиенту и при этом тащат за собой фосфат. Подобным образом переносится в матриксе и важнейшее топливо для митохондрий-пируват (рис. 9-22). [c.21]

Первое условие выполняется для ряда веществ, участвующих в реакциях, локализованных во внутримитохондриальном пространстве (Са +, Mg +). Второе условие может быть выполнено, если в среде присутствует АТФ или митохондрии инкубируются в аэробных условиях в присутствии субстрата окисления. Третье условие требует существования сопряженной обменной реакции (рис. 56), где X — заряженная частица, компенсирующая возникающий электрический потенциал, либо одновременного переноса катиона и аниона во внутреннюю зону митохондрий (рис. 57). [c.456]

Другим наблюдением, согласующимся со схемой уравнения (10-11), является ингибирование окисления NADH антибиотиком олигомицином (рутамицином). Это соединение ингибирует также митохондриальную АТРазную активность. Однако ингибирующее действие снижает динитрофенол, что свидетельствует о связывании олигомицина с ферментом, катализирующим обменные реакции, а не с самой цепью переноса электронов. Важным экспериментальным открытием явились данные о способности шишковидных выступов , различимых на негативно окрашенных митохондриальных фрагментах, катализировать как АТРазную, так и обменные реакции. Содержащийся в них белок F] (разд. Д,8) является одним из нескольких факторов сопряжения , необходимых для реконструкции фосфорилирующей системы из разрушенных митохондрий. [c.403]

Протекающие в митохондриях метаболические процессы сопровождаются непрерывным обменом интермедиатов между матриксом и окружающей средой с помощью ферментов-переносчиков, локализованных во внутренней мембране митохондрий. Вклад транслоказных реакций в регуляцию путей метаболических превращений можно оценить по количественному определению промежуточных продуктов обмена. [c.460]

Продемонстрировать обратимость (или необратимость) вызванных накоплением Са2+ в матриксе изменений скорости АТФ-синтетаз-ной и АТФ-гидролазной реакций. Для проведения этого исследования следует воспользоваться ионофором А23187, катализирующим электронейтральный Са2+/2Н+-обмен через мембрану. Обработка нагруженных Са + митохондрий ионофором А23187 в присутствии избытка ЭГТА в среде приведет к быстрому выходу Са + из матрикса. [c.478]

Это реакции цикла трикарбоновых кислот, процесса наглядно демонстрирующего единство метаболических превращений. Это основной амфиболический путь, обеспечивающий, с одной стороны, полное окисление ацетил-КоА, образовавшегося при распаде ве-ществ разных классов (аминокислоты, углеводы, липиды) до СО2 и Н2О и, с другой стороны, - предоставляющий исходные соединения для биосинтеза различных соединений. Цикл трикарбоновых кислот играет также центральную роль в энергетическом обмене, восстановительные эквиваленты окислительных реакций цикла депонируются в форме НАДН и ФАДН2, окисление которых в дыхательной цепи митохондрий сопровождается синтезом АТФ - универсальной энергетической валюты в организме. [c.457]

Процессы биосинтеза ациламинокислот привлекли интерес не только в связи с их ролью в обмене веществ, но и в связи с тем, что исследование их может дать ценные сведения о биосинтезе пептидной связи. Синтез гиппуровой кислоты был показан сперва в опытах со срезами печени и почек [509]. В тех же срезах осуществляется и аналогичная реакция — синтез га-аминогиппу-ровой кислоты [510]. Эти реакции были затем изучены и в ферментных системах гомогенатов [510—513]. Участвующие в них ферменты печени локализованы, по-видимому, во фракции митохондрий [511, 514]. Ни бензоилфосфат, ни N-фосфоглицин не используются в этой реакции. Вместе с тем оказалось, что для этой реакции необходим кофермент А [515], и недавно [516] было доказано существование следуюгцих реакций [c.266]

Обмен малата может идти двумя различными путями, и, судя по имеющимся данным, оба они примерно в равной степени конкурируют за малат цитоплазмы. В одной системе реакций малат превращается в фум.арат в результате обращения хорошо известной реакции, катализируемой фумаразой. У двустворчатых моллюсков фумараза, ио-видимому, находится в цитозоле, у гельминтов же она локализована в митохондриях. Фу-марат в свою очередь восстанавливается в сукцинат под действием фумаратредуктазы. У гельминтов и двустворчатых моллюсков этот фермент, видимо, по своим кинетическим свойствам [c.65]

Образующийся а-кетоглутарат в свою очередь поступает в цикл Кребса, где на этапе сукцинат-тиокиназы синтезируется высокоэнергетический фосфат и в конечном итоге образуется необходимый для цикла Кребса оксалоацетат. Читатель легко заметит, что эта схема идентична соответствующей системе у факультативных анаэробов, и это даже помогает нам понять, почему пролин служит главным метаболитом, используемым для запуска цикла Кребса если он способен проходить через мембрану митохондрии, то его дальнейший обмен может быть эффективно и стехиометрически сопряжен с гликолизом на этапе аланин-аминотрансферазной реакции. Это обеспечивает клетку необходимым выходом высокоэнергетического фосфата даже на тех этапах, когда возникает необходимость в 100-кратном увеличении активности цикла Кребса, и это та самая стратегия, о которой мы уже говорили, рассматривая факультативный анаэробиоз у моллюсков и гельминтов. [c.89]

Гербицидное действие ДНОК основано, вероятно, на нарушении жизненно важных реакций в обмене веществ растительных клеток. Принимают, что образование эфиров фосфорных кислот, богатых энергией, например АТФ (аденозинтрифосфа-та), в митохондриях блокируется ДНОК, и таким образом он препятствует использованию энергии, выделяющейся при обмене веществ, что в конечном счете ведет к отмиранию растений [1070]. [c.454]

Работы по поиску новых маркеров морфогенеза продолжаются. Клетки меристематических очагов и клетки, дающие начало эмбриоидным структурам, отличаются от каллусных интенсивным синтезом РНК и ДНК, что связано с особенностями их белкового обмена. Изменения в белковом обмене сходны с теми, которые протекают при дедифференцировке клетки, но итоги у них различны. По мнению Р.Г. Бутенко, специфика реакции определяется не общим усилением синтеза макромолекул, что необходимо для усиленной пролиферации, а теми уникальными синтезами, которые идут на этом общем фоне и обусловливают появление белков регуляторного типа. Переход к морфогенезу в культуре каллусных тканей сопровождается значительными изменениями дыхательного метаболизма. В целом дыхание (по СО2) усиливается, но изменяется его характер в направлении интенсификации пентозофосфатного пути. Возрастает активность дыхательных ферментов. Вслед за биохимической наступает структурная реорганизация клетки. Биохимическая дифференцировка клетки всегда предшествует структурной. В клетках, вступивших на путь морфогенеза, возрастает число рибосом, митохондрий, меняется их внутренняя структура. [c.102]

В настоящее время доказано существование двух различных ферментных систем, осуществляющих синтез жирных кислот. Первая — это митохондральная система, которая включает в себя ферменты р-окисления. Однако в митохондриях происходит не полный синтез жирных кислот, а лишь удлинение цепи ранее имевшихся кислот путем конденсации их с ацетил-КоА. Вторая ферментная система локализована в протоплазме (гиалоплазме) клеток в растворенном виде. Эта система катализирует превращение ацетил-КоА и малонил-КоА в жирные кислоты с длинной цепью в присутствии АТФ, НАДФ >Нг, углекислого газа и биотин-фермента. Накопленные сведения о роли биотина в реакциях обмена веществ указывали на связь с обменом двуокиси углерода, принимающей участие во многих реакциях карбоксилирования и декарбоксилирования. Углекислый газ является [c.400]

Обмен жиров и образование полиэнов. Жирные кислоты и жиры имеют наиболее близкое отнощение к основному обмену, так как являются структурными элементами клетки, обеспечивающими сохранение раздела сред почти во всех мембранных клеточных структурах (клеточные мембраны, митохондрии, аппарат Гольджи и т. д.). Видимо, липиды, а в особенности стероиды и фосфолипиды, являются не только запасными веществами, хотя и эту роль они тоже играют, а составляют компоненты структурных элементов клетки, обеспечивая определенные механизмы проницаемости, последовательность биохимических реакций и поддержку определенной структурной организации клеточных элементов. Особое значение они имеют для функционирования многочисленных мембранно-связанных энзимов. [c.75]

Серин-оксиметилтрансфераза (КФ 2.1.2.1) относится к числу содержащих пиридоксальфосфат ферментов, участвующих в обмене коферментных форм фолиевой кислоты, и катализирует обратимый перенос р-С-атома Ь-серина на тетрагидрофолиевую кислоту Н фолат-Ь +Ь-серин 5,10-метилен-Н4-фолат+глицин. 5,10-Мети-лен-Н4-фолат, образующийся в результате реакции, служит донором одноуглеродного компонента при синтезе инозиновой кислоты, тимидилата и метионина. Известно, что серин-оксиметилтрансфераза принимает участие в распаде Ь-серина в митохондриях (Motokawa, К кисЫ, [c.80]

Различают главные и побочные функции митохондрий. Синтез АТФ и обеспечение дегидрогеназами реакций цикла Кребса относят к главным. На мембранах этих оргаиелл протекает также синтез нуклеиновых кислот и белка, обмен жирных кислот, накопление ионов и др. [c.123]

Ключ к пониманию этих результатов состоит в том, что реакция обмена ADP на АТР электрически не нейтральна. АТР несет четыре отрицательных заряда, а ADP-только три отрицательных заряда (рис. 7-4). В результате каждый обмен ADP на АТР приводит к возникновению отрицательного заряда на той стороне мембраны, которая получает АТР. В дышащей митохондрии существует электрохимический протонный градиент на внутренней митохондриальной мембране, в соответствии с которым наружная сторона заряжена положительно. Результирующая протондвижущая сила обеспечивает обмен ADP из цитоплазмы на АТР, находящуюся внутри митохондрий, что связано с уменьшением положительного заряда на внешней стороне внутренней мембраны. Результаты ваших опытов говорят о том, что обмен наружной ADP происходит в большей степени, чем обмен наружной АТР, в условиях, когда мембрана заряжена если в среде присутствует субстрат и нет ингибитора или если присутствуют субстрат и ингибитор АТР-синтетазы (табл. 7-2, опыты 2 и 4). Когда электрохимический протонный градиент отсутствует, а именно когда нет субстрата или когда градиент разрушается из-за того, что мембрана становится проницаемой для протонов, АДР и АТР обмениваются с одинаковыми скоростями (табл. 7-2, опыты 1 и 3). [c.339]

Благодаря участию в деятельности мембранного аппарата клетки реализуются такие важнейшие биологические функции липидов, как регуляция деятельности ряда гормонов и активности ферментов (сейчас известно несколько сотен липидзависимых ферментов), влияние на процессы транспорта метаболитов и макромолекул, контроль реакций биологического окисления и энергетического обмена, связь с репликацией ДНК и ее матричной активностью, компартментализация обменных процессов в клетке вплоть до формирования мембранных машин (хлоропластов, митохондрий), участие в межклеточных взаимодействиях (особенно в эмбрио- и онтогенезе), обеспечение молекулярной памяти и пиктографического механизма записи информации. Перечисленные функции липидов характеризуют как неканонические. За выяснение некоторых из них большой группе советских ученых (Е. М. Крепе, Л. Д. Бергельсон, Р. П. Евстигнеева и др.) в 1985 г. присуждена Государственная премия. [c.372]

Роль минеральных элементов в обмене белков. Распад и синтез белковых тел в значительной степени зависят от ряда минеральных элементов. Ионы Мп, Fe, Zn, Со и Ni повышают активность пептидгидролаз и аргиназы, т. е. участвуют в деструкции белков. Биосинтез белков идет при непосредственном участии ионов К, Mg и Мп. Первый и второй необходимы для поддержания рибосом в функционально активном состоянии, причем от концентрации Mg " зависит уровень помех в кодон-антикодоновом взаимодействии. Третий обеспечивает осуществление пентидилтрансферазной реакции при сборке полипептидной цепи. Ионы Ni влияют на высвобождение многих пептидных гормонов по завершении их биосинтеза, а ионам Са принадлежит центральная роль в функционировании сократительных белков. Си -содержапщй белок митохондрий—митохондрокупреин, представляет депо меди для синтеза цитохромоксидазы. [c.438]

Хорошо изученные реакции гидроксилирования в корковом веществе надпочечников локализованы как в мембранах эндоплазматического ретикулума, так и в митохондриях. Специфическими субстратами для этих систем являются стероиды и анилиновые производные [487]. Существует тесное взаимодействие между цитохром Р-450 гидроксилазной и цитохромоксидазной системами митохондрий этой ткани. Обмен редуцирующими эквивалентами из одной цепи в другую осуществляется благодаря реакциям обратного переноса и трансгидрогеназной системе. [c.151]

В зависимости от метаболического и функционального состояния клетки обмен восстановительными эквивалентами между митохондриями и цитозолем может быть бина-нравленным. Поток восстановительных эквивалентов из цитозоля в митохондрии устанавливается при окислешхи этанола. Общим итогом таких реакций является регулиро-ваште уровня внутриклеточного редокс-потенциала. [c.170]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология