Цикл Кребса в окислительном фосфорилировании

Этот механизм аккумуляции энергии в клетке получил название окислительного фосфорилирования. Окислительное фосфорилирование легко осуществляется в процессе окисления различных веществ в цикле трикарбоновых кислот Кребса (стр. 280). [c.452]

С эволюционной точки зрения самое интересное в функции бурой жировой ткани — то, что здесь, так же как и в случае термогенеза, не связанного с дрожью (стимулируемого щитовидной железой), мы имеем дело с небольшим видоизменением предсуществовавшей биохимической системы и ее использованием для совершенно иной физиологической цели. Регуляция механизмов окислительного фосфорилирования позволяет здесь бесполезно рассеивать энергию электронов, отнимаемых от остатков ацетил-КоА в цикле Кребса. Но если мы посмотрим на эту растрату с точки зрения интересов организма в целом, мы увидим, что функция бурой жировой ткани служит эффективным и быстрым (хотя в энергетическом смысле дорогостоящим) средством поддержания или восстановления эндотермии. Тот факт, что млекопитающие растрачивают различными способами так много энергии на терморегуляцию, показывает, насколько велики преимущества, которые можно получить, ограждая биохимические механизмы клеток от колебаний температуры. [c.241]

Работа митохондриальной системы окислительного фосфорилирования начинается с того, что НАД получает водород от цикла Кребса и переходит в НАД-Н это вещество и является основным донором электронов, другим важным донором является сукцинат. [c.198]

ТОГО, что ферменты гликолиза сосредоточены преимущественно в растворимой фракции цитоплазмы, в то время как цитохромоксидаза и ферменты цикла Кребса локализованы во фракции митохондрий. С митохондриями связаны также ферменты, катализирующие окислительное фосфорилирование и распад жирных кислот. Ферменты, катализирующие биосинтез жирных кислот, наоборот, содержатся в растворимой фракции цитоплазмы. [c.159]

Как видно из сказанного, система энергоснабжения насекомых чрезвычайно обширна и охватывает многие десятки различных ферментов, осуществляющих те или иные реакции. Энергоснабжение организма является важнейшим процессом. Гликолиз и окислительное фосфорилирование в какой-то мере страхуют организм от энергетического голода прп нарушении отдельных звеньев этих процессов. Еще в большей мере это относится к отдельным звеньям цикла Кребса. Подавление отдельных ферментов этого цикла и прекращение образования отдельных субстратов не приостанавливает дыхание и окислительное фосфорилирование, так как организм имеет возможность более активно использовать другие субстраты путем стимуляции соответствующих ферментов. [c.32]

Белки гидролизуются под влиянием протеолитических ферментов, образуя аминокислоты жиры подвергаются действию липазы и затем кофермента А, в результате чего получается соединение ацетил-КоА, а углеводы претерпевают ряд сложных превращений, конечным продуктом которых является пировиноградная кислота. Затем все эти ве- щества вовлекаются в цикл последовательных ферментных реакций, в котором важную роль играют так называемые трикарбоновые кислоты это и есть цикл Кребса. Основной результат работы цикла заключается в отщеплении водорода и выделении углекислого газа. Дальнейшая судьба водорода определяется новой системой ферментов и переносчиков. Атомы водорода теряют электроны, образуя ионы Н+ электроны перемещаются по цепи ДПН, —> флавиновые ферменты —> цитохромы (6, с, а, аз). На последней стадии электроны переходят к кислороду, который, взаимодействуя с ионами водорода, образует воду. Таким образом, электрон с высокого энергетического уровня переходит к низшему энергетическому уровню (вода) по целому ряду промежуточных ступеней. Энергия, выделяющаяся при этом, сосредоточивается в молекулах АТФ следовательно, в цепи, по которой проходят электроны, совершается процесс сопряжения (окислительное фосфорилирование), в котором процесс окисления связан с процессом образования АТФ. Каждый этап всего этого сложного процесса обусловлен действием определенных ферментов. [c.98]

Главные этапы развития биохимии связаны с именами ряда ученых, многие из которых работали в России А.Н.Баха (перекис-ная теория биологического окисления), В.И.Палладина (теория дегидрирования), В.А.Энгельгарда (открытие АТФ), А.И.Опарина (гипотеза возникновения жизни), А.Н.Белозерского (исследование нуклеиновых кислот), К.Функа (витамины, авитаминоз), Г.Эмбдена и К.Мейергофа (механизм гликолиза), Г.Кребса (цикл трикарбоновых кислот), А.Сцент-Дьёрди (основы биоэнергетики), А.Ленинджера (окислительное фосфорилирование), П. Митчелла (хемиосмотическая теория) и многих других современных биохимиков. [c.8]

При аэробном дыхании в кристах происходит окислительное фосфорилирование и перенос электронов, а в матриксе работают ферменты, участвующие в цикле Кребса [c.179]

Другой характерный компонент структуры митохондрий — это матрикс, который заполняет просвет, окруженный внутренней мембраной. Он содержит много белка и некоторое количество липидов. Системы митохондриальных мембран характеризуются постоянной толщиной и определенным расстоянием в пространстве во всех изученных типах клеток. Митохондрии состоят из 30% жиров и липидов и более 50 % структурного белка. В белковых и липоидных слоях находятся ферменты, которые катализируют биохимические реакции в митохондриях. Часть митохондриальных ферментов, принимающих участие в окислительном фосфорилировании, довольно легко экстрагируется водой, солевыми растворами (КС1). К их числу можно отнести цитохром С и некоторые дегидрогеназы цикла Кребса. Экстракция других [c.369]

Интересно отметить, что риккетсии (см. 14, В.—Э.Б.), паразитирующие в клетках некоторых насекомых и высших животных, катализируют окисление в цикле Кребса и окислительное фосфорилирование. Эти организмы не растут на искусственных средах, что свидетельствует об их полной зависимости от факторов, находящихся в цитоплазме клетки-хозяина. В самом деле, согласно некоторым данным, риккетсии не способны к гликолизу и, по-видимому, нуждаются в окружающей цитоплазме, которая поставляет им продукты гликолиза . [c.187]

Получение энергии и реализация окислительного фосфорилирования в дыхательной цепи, т. е. процесса запасания энергии. Эта функция выполняется благодаря пятикратному сбрасыванию 2Н+ в процессе окисления кислот цикла Кребса. Запас энергии накапливается при этом в форме АТФ или других макроэрги-ческих соединений и служит источником снабжения энергией всевозможных синтезов. [c.74]

Окислительное фосфорилирование в митохондриях (и бактериях)— это процесс, в котором интермедиаты цикла Кребса (или другие восстановители) окисляются при каталитическом участии дыхательной- цепи, в результате чего синтезируется АТФ (рис. 13.1). В большинстве случаев термодинамическое рассмотрение этого процесса основано на определении стехиометрического отношения , т. е. отношения между скоростями фосфорилирования и окисления (отношение Р/О). Как правило, экспериментально найденное максимальное отношение, округленное до ближайшего целого числа, рассматривается как стехиометрический коэффициент, который должен получаться в идеальных условиях (например, 3 для окисления НАД и родственных субстратов или 2 для окисления янтарной кисло- [c.309]

Механизм эффекта Пастера состоит в том, что в присутствии Ог интенсивно идущий процесс окислительного фосфорилирования конкурентно уменьшает количество молекул ADP, вступающих в гликолиз (на нужды субстратного фосфорилирования). По этой причине, а также из-за тормозящего действия АТР (синтез которого резко возрастает в аэробных условиях) на фосфофруктокиназу, скорость процессов гликолиза в присутствии Ог снижается. Избыток АТР может способствовать и ресинтезу глюкозы из части молекул пирувата, образующегося в ходе гликолиза. Без кислорода не функционируют цикл Кребса и ПФП и, следовательно, клетки не получают многих промежуточных соединений, необходимых для синтеза клеточных структур. В присутствии Ог все эти циклы работают. Увеличение концентрации молекул АТР в условиях аэробиоза также способствует синтетическим процессам. [c.167]

По другой гипотезе АТР фотосинтеза на свету обеспечивает энергией не только фиксацию СО2, но и другие энергозависимые процессы в клетке. Окислительное фосфорилирование в митохондриях на свету резко замедляется, а цикл Кребса ускоряется, так как его интермедиаты необходимы для функционирования хлоропластов. [c.174]

У эукариотов все реакции, включающиеся в транспорт электронов и окислительное фосфорилирование, локализованы в митохондриях энзимы цикла Кребса находятся в растворимой части матрикса, а белки, энзимы и переносчики электронов транспортной системы (кроме НАД ) — во внутренней мембране митохондрий, образующей выпячивания в виде крист, увеличивающих площадь, занимаемую транспортной системой. [c.54]

Реакция, катализируемая К. ф., является ключевой реакцией цикла трикарбоновых киелот (цикл Кребса), с помощью к-рой ацетат, образующийся в качестве промежуточного продукта в процессе обмена углеводов, жиров и белков (аминокислот), включается в вышеуказанный цикл, где и окисляется до СОа и НаО. При этом химич. энергия, освобождающаяся в процессе окисления, резервируется благодаря сопряженным реакциям окислительного фосфорилирования в макроэргич. связях аденозин-трифосфорной к-ты (АТФ). [c.346]

Как видно, за один оборот цикла, состоящего из восьми ферментативных реакций, происходит полное окисление ( сгорание ) одной молекулы ацетил-КоА. Для непрерывной работы цикла необходимо постоянное поступление в систему ацетил-КоА, а коферменты (НАД и ФАД), перешедщие в восстановленное состояние, должны снова и снова окисляться. Это окисление осуществляется в системе переносчиков электронов в дыхательной цепи (в цепи дыхательных ферментов), локализованной в мембране митохондрий. Образовавщийся ФАДН, прочно связан с СДГ, поэтому он передает атомы водорода через KoQ. Освобождающаяся в результате окисления ацетил-КоА энергия в значительной мере сосредоточивается в макроэргических фосфатных связях АТФ. Из 4 пар атомов водорода 3 пары переносят НАДН на систему транспорта электронов при этом в расчете на каждую пару в системе биологического окисления образуется 3 молекулы АТФ (в процессе сопряженного окислительного фосфорилирования), а всего, следовательно, 9 молекул АТФ (см. главу 9). Одна пара атомов от сукцинатдегидрогеназы-ФАДН, попадает в систему транспорта электронов через KoQ, в результате образуется только 2 молекулы АТФ. В ходе цикла Кребса синтезируется также одна молекула ГТФ (субстратное фосфорилирование), что равносильно одной молекуле АТФ. Итак, при окислении одной молекулы ацетил-КоА в цикле Кребса и системе окислительного фосфорилирования может образоваться 12 молекул АТФ. [c.349]

Как же происходит выделение энергии в этих метаболических процессах Электроны, удаляемые на разных стадиях цикла Кребса, а также на двух предшествующих ему стадиях (образование лактата и пирувата), передаются по дыхательной цепи переносчиков. В эту цепь входит сложный комплекс ферментов и коферментов, а именно НАД, фермент из группы флавопротеи-дов (ФП) и ряд железосодержащих ферментов — цитохромы Ь, с, а, йз. Электроны, проходя по цепи, передают свою энергию молекулам АТФ — происходит окислительное фосфорилирование. Открытие этого важнейшего явления связано с именами Энгель-гардта [36] и Белицера [37, 38]. В конечном счете электроны переносятся на кислород, восстанавливаемый до воды. [c.105]

Одновременное образование макроэргических ангидридов и восстановительного потенциала (НАДФ-Н г) возможно потому, что клетки обладают двумя пиридиннуклеотидными коферментами и двумя комплексами ферментов для окисления углеводов. Реакции цикла Кребса можно рассматривать как механизм, обеспечивающий образование НАД-Нг в качестве субстрата для окислительного фосфорилирования. Вне митохондрий (и, следовательно, вне какой-либо связи с водородпереносящей системой) сосредоточены ферменты пентозофосфатного пути, которые катализируют суммарную реакцию [c.98]

Доказана также возможность ресинтеза АТФ в широких размерах за счет окисления и веществ неуглеводного характера. Мы знаем теперь, чтО окислительное фосфорилирование легко осуществляется в процессе окисления различных веществ в цикле трикарбоновых кислот Кребса (см. стр. 267). Существование субстратного окислительного фосфорилирования было впервые установлено работами В. А. Энгельгардта. В. А. Белицером было показано, что перенос электронов в цепи дыхательных катализаторов при окислении различных субстратов дыхания также может быть сопряжен с процессами фосфорилирования. [c.428]

По Грину, синтез митохондрий распадается на несколько стадий. Первая из них заключается в образовании элементарной единицы системы переноса электронов. Эта стадия связана с полимеризацией мономерных белковых единиц в среде, где имеются липиды и отдельные составные части цепи переноса электронов. Затем следует образование комплексов, включающих систему ферментов и коферментов и их присоединение к частицам, переносящим электроны. Эти частицы могут катализировать окисление, но они не осуществляют окислительного фосфорилирования. На рис. 25 завершение этой стадии показано в третьем ряду, считая снизу. В этом ряду слева схематически представлена сформированная элементарная единица, содержащая флавопротеиды, цитохромы, кофермент Q, пиридинпротеиновые и вспомогательные ферменты. Буквой С обозначена совокупность ферментов цепи янтарной кислоты. Пространственное расположение компонентов цикла Кребса, а также вспомогательных ферментов по отношению к циклу переноса электронов, как подчеркивает Грин, изучено еще далеко не достаточно. [c.185]

В цикле Кребса есть некоторая особенность электроны, отщепляемые на уровне сукцината, попадают не к НАД, а, несколько обгоняя остальные, прямо к флавопротеидам. Но на переходе от НАД к ФП соверщается окислительное фосфорилирование—именно там на каждую прошедщую пару электронов образуется одна молекула АТФ. Следовательно, пара электронов, попавщая из цикла непосредственно к ФП, образует уже не три молекулы АТФ, как все остальные пары, а только две. [c.119]

В литературе имеются сообщения о подавлении одним или несколькими тетрациклинами (обычно в высоких концентрациях) ряда окислительных процессов, например, окисления глюкозы, фруктозы, ксилозы и других сахаров, про.межуточных веществ цикла Кребса, фенилаланина, тирозина и иных аминокислот. Тетрациклины тормозят также процессы фосфорилирования, в частности, включение в нуклеиновые кислоты. Они угнетают сукциндегидразу, маликодегидразу, фумаразу, пептидазы, триптофаназу и другие ферменты. Однако в ряде сшучаев (при изучении адаптивных ферментов окисления лактозы, дезаминаз кишечной флоры крыс и др.) было доказано, что тетрациклины подавляют не действие уже имеющихся ферментов, а процесс их образования. Возможно, что и торможение некоторых других ферментативных реакций также зависит от влияния антибиотиков на синтез соответствующих ферментов. Сильное торможение тетрациклинами биосинтеза белка было обнаружено в опытах с мечеными аминокислотами, причем оказалось, что этот процесс подавляется хлортетрациклином в бактериостатических концентрациях, тогда как для угнетения синтеза нуклеиновых кислот необходимы значительно большие количества антибиотика. Это позволило ряду исследователей сделать вывод, что сущность антибиотического действия тетрациклинов заключается в подавлении ими синтеза белков. Такое предположение хорошо согласуется с высокой эффективностью тетрациклинов в отношении активно размножающихся бактерий и с большим сходством антибиотических свойств тетрациклинов и хлорамфеникола, механизм действия которого также, вероятно, основан на подавлении синтеза белков. [c.252]

Наличие митохондриального типа синтеза белка в НО подтверждается следующими данными 1) система для включения АК in vitro не требует добавления рН-5 фракции, с-РНК и микросом, экзогенной АТФ или АТФ-генерирующей системы, т. е. в самих НО есть богатые эндогенные энергетические источники 2) неспособность РНКазы ингибировать синтез белка 3) торможение включения АК ингибиторами цикла Кребса и разобщителями окислительного фосфорилирования [c.40]

Водород, отнятый дегидрогеназами в цикле, передается в дыхательную цепь ферментов, которая у аэробов включает ФАД, систему цитохромов и конечный акцептор водорода кислород. Передача водорода по этой цепи сопровождается образованием АТФ. При этом на каждые два атома водорода синтезируются три молекулы АТФ. Образование АТФ одновременно с процессом переноса протона и электрона по дыхательной цепи ферментов называется окислительным фосфорилированнем. Суммарно при полном окислении моля глюкозы образуется 38 молекул АТФ. Из них 24 при окислении ПВК в цикле Кребса с передачей водорода в дыхательную цепь ферментов. Таким образом, основное количество энергии запасается именно на этой стадии. Замечательно то, что цикл Кребса универсален. Такой тип окисления характерен и для простейших, и для бактерий, и для клеток высших животных и растений. [c.62]

По-внднмому, ядра клетки лишены способности осуществлять нормальное кислородное дыхание. В ядрах, как правило, отсутствуют цитохромоксидаза и весь комплекс ферментов, осуществляющих окисление органических кислот в так называемом цикле Кребса (см. главу Дыхание ). Вместе с тем в ядрах обнаружены ферменты, связанные с анаэробным энергетическим обменом. В частности, здесь представлены ферменты гликолиза — альдо-лаза, энолазы, дегидрогеназа фосфоглицериновой кислоты, найдены гексозо- и триозокиназы. Все это указывает, что энергетические потребности ядра могут удовлетворяться за счет собственных энзимов Нет оснований полностью отрицать способность ядер к синтезу АТФ и, следовательно, наличие в них аппарата, осуществляющего окислительное фосфорилирование, но размеры этой функции остаются пока неясными. В ядрах обнаружены также ферменты нуклеинового обмена, а также ферменты, осуществляющие активирование аминокислот, которое позволяет использовать последние для синтеза молекулы белка. [c.49]

Так, кратковременное воздействие ультразвука вызывает распад митохондрий на частицы, в которых сохраняются трехслойные мембраны. Такие частицы обладают способностью к переносу электронов и фосфорилированию, но способность к окислению кислот в цикле Кребса у них утеря11а. Более длительная обработка ультразвуком разрушает трехслойные мембраны и приводит к образованию элементарных структурных единиц. Последние способны к переносу электронов, способность же к окислительному фосфорилированию с разрушением мембран оказывается полностью утерянной. [c.50]

При полном окислении углеводов они прежде всего без участия свободного кислорода превращаются в пируват. До этого момента весь процесс, для которого, что характерно, необходима только растворенная система, можно еще рассматривать как брожение (гликолиз 7, В). Пируват путем окислительного фосфорилирования превращается в ацетил-КоА. Ацетил-КоА конденсируется со щавелевоуксусной кислотой, образуя лимонную кислоту 10, Г), которая вступает в цикл трикарбоновых кислот (он же цикл лимонной кислоты). Этот цикл (рис. 13.1), как хорошо известно, установил Кребс, опираясь на чрезвычайно важные основополагающие работы Сент-Дьёрдьи [1046, 1047]. Механизм действия этого цикла у растений предложен Чибноллом [375]. [c.136]

Калий активирует работу многих ферментных систем, папример фермент, катализирующий фосфорилирование сахаров,— гексокипа-зу, ферменты, катализирующие перенос фосфорной кислоты с ниру-вата на АДФ (пируваткиназа), а также ферменты, участвующие в образований АТФ в процессе окислительного фосфорилирования. В связи с этим, по данным Э. И. Выскребенцевой, при недостатке калия резко надает содержание накрозргических фосфатов. Калий активирует и ряд ферментов цикла Кребса. Многие ферменты, участвующие в синтезе белка, требуют для своего действия присутствия калия. [c.158]

Смотреть страницы где упоминается термин Цикл Кребса в окислительном фосфорилировании: [c.54] [c.450] [c.492] [c.490] [c.248] [c.108] [c.183] [c.233] [c.183] [c.128] [c.204] [c.204] [c.72] [c.213] [c.175] [c.156] [c.211] [c.90]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология