Перенос водорода электронов

Особенностью оксидоредуктаз является их способность образовывать в клетке цепи ферментов, в которых осуществляется перенос водорода (электрона) от первичного субстрата к конечному акцептору. Длина этой дыхательной цепи и количество входящих в нее оксидоредуктаз зависит от вида микроорганизмов (рис. 14). [c.56]

На основании проведенного нами подробного изучения отдельных окислительно-восстановительных реакций между каждой парой участников этой реакции тройного взаимодействия можно следующим образом изобразить те ступени, из которых складывается суммарная реакция переноса водорода (электрона), сенсибилизованная хлорофиллом [c.372]

Бета-окисление ( 3-окисление) — распад жирных кислот на двууглеродные остатки уксусной кислоты — ацетил-КоА, которые далее окисляются в цикле лимонной кислоты. Биологическая химия — раздел биологии, изучающий химический состав, свойства молекул живых организмов и превращения веществ в процессе жизнедеятельности. Биологическое окисление — процесс ферментативного переноса водорода (электронов и протонов) от окисляемого вещества (акцептора) на другое вещество (донор), который сопровождается освобождением свободной энергии. [c.487]

Эти наблюдения обосновывают представления о хлорофилле, как непосредственном участнике процесса переноса водорода (электрона), используемого для восстановления углерода углекислоты, поглощаемой при фотосинтезе. [c.148]

Наиболее важная биологическая функция никотинамидных коферментов — их участие в переносе водорода (электронов и протонов) от окисляющих субстратов на другой субстрат в процессе клеточного дыхания. Поэтому их можно назвать субстратными дегидрогеназами. [c.142]

Перенос водорода (электронов) на молекулярный кислород осуществляется с помощью системы структурно и функционально взаимосвязанных переносчиков, составляющих в совокупности так называемую дыхательную цепь . [c.318]

В состав многих ферментов входят ионы металлов (металло-ферменты). В металлоферментах ионы металла образуют хелатные комплексы, обеспечивающие активную структуру фермента. Металлы с переменной степенью окисления (Ре, Мп, Си) участвуют в окислительно-восстановительных реакциях, осуществляя перенос электронов к окислителю. Известно несколько десятков органических соединений, выполняющих функции переноса водорода и электронов. В их состав входят производные витаминов. [c.296]

Атом водорода является простейшим и очень активным радикалом. Радикал И стремится присоединить электрон, что может сопровождаться как образованием молекулы Нг (рекомбинация Н + Н = Нг), так и иона Н , в общем аналогичного иону галогена. В виде гидридного иона водород входит в состав гидридов металлов главных подгрупп I и II групп. Известны и комплексные соединения, содержащие гидридный ион. В ряде реакций, из которых отдельные имеют биологическое значение, доказан перенос водорода в форме гидридного иона (гидридный перенос). [c.149]

Несмотря на большое различие в потенциалах между системами на концах дыхательной цепи, эти системы не способны взаимодействовать непосредственно. Схема учитывает гипотезу о том, что начальные изменения заключаются в переносе водорода, а заключительные — в переносе электрона. [c.722]

Эта и некоторые другие родственные реакции ферментативной дегидрогенизации заключаются в прямом переносе водорода от субстрата к коферменту. Неизвестно, включает ли этот процесс перенос гидрид-иона или перенос атома водорода и электрона отдельными стадиями. Перенос во всех изученных случаях стереоспецифичен. [c.726]

Реакции переноса водородов и электронов 237 [c.307]

Различают следующие основные оксидоредуктазы аэробные дегидрогеназы или оксидазы, катализирующие перенос протонов (электронов) непосредственно на кислород анаэробные дегидрогеназы, ускоряющие перенос протонов (электронов) на промежуточный субстрат, но не на кислород цитохромы, катализирующие перенос только электронов. К этому классу относят также гемсодержащие ферменты каталазу и пероксидазу, катализирующие реакции с участием перекиси водорода. [c.160]

При каталитическом гидрировании прежде всего протекает обратимый экзотермический процесс фиксации олефина за счет я-электронов на поверхности катализатора (хемосорбция). За такой активацией следует обратимый и постадийный перенос водорода, такл е активированного за счет хемосорбции. В ряде случаев кинетические данные позволяют считать, что на стадии, определяющей скорость реакции, адсорбированный олефин реагирует с водородом из газовой фазы. Как правило, наблюдается (г/с-присоединение, при котором субстрат атакуется пространственно с наименее затрудненной стороны. [c.225]

Классическим примером генерации свободных радикалов в результате переноса одного электрона служит взаимодействие ионов железа с водным раствором пероксида водорода (X. Фентон, 1894). Механизм этой реакции подробно изучен и может быть описан с помощью следующих уравнений [c.535]

В первой реакции окисление иона двухвалентного железа — это потеря электрона. Во втором примере окисление углеродного субстрата можно в равной мере рассматривать как отрыв от него водорода (дегидрирование) или независимое удаление двух протонов (Н+) и электронов (ё). В биохимических процессах, как правило, перенос водорода осуществляется путем раздельного транспорта протонов и электронов протоны вьщеляются в среду и при необходимости поглощаются из нее, электроны обязательно должны быть переданы на соответствующие молекулы. Поэтому [c.93]

Биохимические процессы в клетке контролируются специальными белками -ферментами. Ферменты являются биокатализаторами с очень высокой эффективностью и специфичностью. Они могут увеличивать скорость реакций в 10 и более раз. Очень часто ферменты называют по субстрату с окончанием аза . Так, фермент цел-люлаза катализирует гидролиз целлюлозы. Используются также названия ферментов по катализируемой реакции. Например, гидролазы катализируют гидролиз, дегидрогеназы - отрыв водорода и т.д. В связи с увеличением числа известных ферментов в настоящее время по катализируемым реакциям все ферменты разделены на шесть классов оксидоредуктазы, трансферазы, гидролазы, лиазы, изомеразы и лигазы. Ок-сидоредуктазы катализируют обратимые окислительно-восстановительные реакции, в которых происходит перенос водорода, электронов или гидрид-нонов. Трансферазы переносят группы атомов от одного соединения к другому. Гидролазы катализируют гидролитическое расщепление различных связей (гликозидных, пептидных, эфирных и др.). Лиазы катализируют реакции, в которых происходит расщепление химических связей с образованием двойных связей илн присоединение по двойным связям. Изомеразы воздействуют на процессы изомеризации. Л и газы (син-тетазы) катализируют образование связи между двумя соединениями, используя энергию АТФ и других высокоэнергетических соединений. [c.327]

Классы ферментов. Оксиредуктазы, или окислитель-но-восстановительные ферменты. К ним принадлежат дегидрогеназы НАД (никотинамидадениндинуклеотид), НАДФ, (нико-тинамидадениндинуклеотидфосфат), цитохромы а, Ь, с, цито-хромоксидаза. Все эти ферменты участвуют в переносе водорода, электронов и кислорода. Они имеют большое значение для процессов дыхания и брожения микроорганизмов. [c.83]

Представляет большой интерес вопрос о той последовательности, в которой размещены отдельные представители весьма сложной системы ферментов, осуществляющих перенос водорода (электронов) дыхательного субстрата на кислород. В начале главы были освещены основы современных представлений об общих принципах, регулирующих направления потока электронов в окислительно-восстановительных системах. При этом было подчеркнуто, что основным фактором, определяющим способность какого-либо соединения присоединять либо отдавать электроны, является соотношение величин окислительных потенциалов данного соединения и соединения, с которым оно взаимодействует. Необходимо, кроме того, учитывать, что непосредственное взаимодействие соединений, имеющих различные потенциалы, осу-шествляется самопроизвольно тем успешнее, чем меньше различия между их потенциалами. Ниже представлены данные, характеризующие величину потенциалов основных представителей различных групп ферментов, участвующих в процессе транспорта электронов, а также потенциал кислорода и потенциал некоторых соединений, образующихся как промежуточные продукты распада органической молекулы. [c.240]

Вместе с тем такой же эффект наблюдается при встрече полимерного радикала (макрорадикала) с неактивной молекулой. Прекращение роста макромолекулы в результате переноса неспаренного электрона инертной молекуле называется передачей кинетической цепи ("радикалотропией"). Этот процесс может приводить к присоединению атома водорода к растущей полимерной цепи [c.222]

В качестве активаторов — кофакторов — в ферментах встречаются ионы железа, меди, цинка, магния, марганца, калия, натрия, молибдена. Роль коферментов в важнейших процессах, катализируемых ферментами, — именно в переносах водорода и электронов — играют сложные вещества, молекулы которых представляют сочетание нескольких звеньев. Из них особенно часто встречаются никотинамиддинуклеотид (НАД+), молекула которого состоит из аденина (органическое основание), d-рибозы фосфатной группы и никотинамида, и флавиновых нуклеотидов (ФМН и ФАД) [c.356]

Рассмотрим связь С-Н в алканах. Углерод более электроотрицательный элемент, чем водород. Вслелствие этого электронная пара этой связи смещена к атому углрода, что в утрированной форме может быть представлено ионной формулой 122 (схема 2.45). Нетрудно видеть, что при таком рассмотрении атом углерода в составе фрагмента С-Н аппроксимируется карбанионом, которому таким образом и приписывается уровень окисления 0. К ионной системе такого типа уже однозначно применимы традиционные представления об окислительно-восстановительных реакциях. Так, окисление 122 с переносом одного электрона приводит к радикалу 123, в то время как окисление с потерей двух электронов дает карбокатион 124. При такой трактовке переход от алканов к спиртам и далее к альдегидам и карбоновым кислотам может четко классифицироваться как процесс окисления с потерей двух, четырех или шести электронов и образованием функциональных производных уровней окисления 1, 2 и 3 соответственно. Аналогичным образом можно интерпретировать переход от алканов к алкенам и алютнам (см. схему 2,45). [c.132]

Алифатические гндроксиламнны электрохимически трудно восстанавливаемы. Волны на полярограммах этих соединений обычно плохо выражены, причем их можно наблюдать только в узком интервале значений pH ( 7). В кислых средах эти волны маскируются выделением водорода, причем гндроксиламнны в этом процессе проявляют каталитическую активность. После переноса первого электрона возможно разветвление процесса [69], приводящее лнбо к дальнейшему восстановлен ню радикала, либо к выделению водорода (уравнения 8 18, 8.19). [c.298]

Клебанский с сотрудниками поэтому считают, что в щелочной среде реакция Глязера протекает через стадию ионизации ацетиленового соединения, определяющую суммарную скорость процесса ионизация легче идет в присутствии основания (1) и ионов меди и при подвижном ацетиленовом водороде. Следующая стадия (2), формально представляющая собой перенос одного электрона от этинильного аниона к иону двухвалентной меди, приводит к образованию этинильного радикала, который, можно предположить, обладает высокой реакционной способностью и немедленно димеризуется (3). [c.262]

Биологическое окисление [4] катализируется ферментами, каждый из которых функционирует в соединении с коферментом, действующим в качестве переносчика электронов. Имеется многб ферментов окисления, но относительно немного коферментов. Именно последние определяют, будет ли процесс переноса электронов включать одиночные электроны, электронные пары и т. д, С переносом электронов связан процесс переноса водорода. Один из обсуждаемых ниже вопросов состоит в том, является ли описание окислительно-восстановительных реакций наилучшим в терминах переноса электронов или протонов, или, напротив, переноса частиц типа атома водорода или гидрид-иона. [c.581]

Гамилтон [20] убедительно показал, что между ЫАО+ и субстратом образуется ковалентное производное, что влияет на перенос двух электронов, и что водород переносится в виде протона вариант схемы (Ю) . Вариант Гамилтона представлен на схеме (13). [c.587]

В состав обоих коферментов (НАД и НАДФ) входит никотин-амид, обеспечивающий перенос пары электронов или протонов от субстрата, например окисление этилового спирта в присутствии алкогольдегидрогеназы (рис. 9). К этой же группе относятся коферменты, содержащие флавины — флавинмононуклео-тид (ФМН) и флавинадениндинуклеотид (ФАД), которые участвуют в переносе электронов и водорода по дыхательной цепи. [c.30]

Тканевое дыхание — завершающий этап биологического окисления, в результате которого происходит перенос водорода (протонов, электронов) от НАД-Н и НАДФ-Н (возникающих прн первичном акцептировании водорода субстратов — кислот, компонентов цикла трикарбоновых кислот и других реакций) на молекулярный кислород. Процесс переноса водорода осуществляется при каталитическом участии ферментов цепи дыхания, в которой НАД является первичным звеном [c.321]

Завершающим этапом биологического окисления является тканевое дыхание, в результате которого происходит перенос водорода (протонов электронов) от субстрата (НАД-Н или сукцината) на молекулярный кис-лород. Этот процесс осуществляется при каталитическом участии системы коферментов, входящих в электроно-транспортную дыхательную цепь ми- I тохондрий животных тканей, последовательно осуществляющих реакции окислительно-восстановительных превращений. [c.559]

В первых трех реакциях акцептором протона и электрона является НАД(Ф), передающий их ФАД, в четвертой реакции — 8а-гистидил-ФАД. Одновременно с окислением уксусной кислоты и переносом водорода вдоль цепи дыхания происходит фосфорилирование АДФ в АТФ [4301, причем на один атом восстанавливаемого кислорода образуется 3 моля АТФ, вероятно, на следующих этапах [c.561]

Окисление p-D-глюкозы в D - г л ю к о и о-б-л а к-т о н. Эту реакцию катализирует глюкозооксидаза (нотатин, пенициллин В), содержащая ФАД (2 моля на моль фермента) [438]. Молекулярная масса фермента 154 ООО он содержится в плесневых грибах Peni illium notatum и др. [439, 4401. Механизм ферментного окисления изучен с помощью Н , меченной 0 [4411, при этом оказалось, что кислород, выделяющийся при разложении перекиси водорода под действием каталазы, не содержит О, т. е. глюкозооксидаза катализирует перенос водорода от глюкозы в газовой фазе, акцептором водорода служит газообразный кислород. По радикальному механизму в первой ступени реакции (З-Л-глюкопираноза (а) теряет протон и электрон с образованием свободного радикала (б), который, теряя второй электрон, образует оксониевый ион (в). Прототропная реакция между оксониевым ионом и перекисным анионом завершает окисление с образованием D-глюконо-б-лактона (г). [c.563]

Вплоть до стадии убихинона переносу подвергаются два протона и два электрона. На последующих ступенях в цепи дыхания переносятся только электроны. Они переносятся через ряд стадий одноэлектронного переноса на кислород. В последней части цепи дыхания участвуют различные цитохромы, цитохромокспдазы, а также кислород как акцептор электронов. При окислении водорода, начиная с NADH, по цепи дыхания высвобождается около 217 кДж, что частично выделяется в виде тепла, а частично запасается в АТР. В рамках цепи дыхания осуществляется три фосфорилирования между NADH и FAD, между цитохромом Ь и цитохромом Си а также между цитохромоксидазой и кислородом. На фосфорилирование трех молей ADP затрачивается 96 кДж, что соответствует примерно 45% всей освобождающейся энергии. [c.709]

Электронтрансферируюш,ие оксидоредуктазы (оксидазы, аэробные дегидрогеназы) катализируют восстановление молекулярного кислорода либо в воду (путем трансферирования — переноса четырех электронов), либо в пероксид водорода (путем трансферирования только двух электронов). Эти реакции можно изобразить в виде схем (обозначения см. на рис. 12) [c.129]

Важную роль в аэробном метаболизме пропионовых бактерий играет флавиновое дыхание , которому приписывают основную связь этих бактерий с молекулярным кислородом. В процессе фла-винового дыхания происходит перенос двух электронов с фла-вопротеинов на О2, сопровождающийся образованием перекиси водорода, которая разлагается бактериальной каталазой и перок-сидазой. Однако флавиновое дыхание не связано с получением клеткой энергии. Транспорт электронов в дыхательной цепи некоторых пропионовых бактерий сопровождается образованием АТФ, что может указывать на подключение к этому процессу ци-тохромов, однако эффективность окислительного фосфорилирования низка. Последнее, вероятно, объясняется несовершенством механизмов сопряжения. В то время как в аэробных условиях конечным акцептором электронов с НАД Н2 является О2, в анаэробных условиях им может быть нитрат, фумарат. [c.231]