Дыхание взаимодействие фосфорилирования

Для того чтобы протекал ферментативный процесс, необходимо постоянное поступление в активный центр фермента субстратов и удаление продуктов. В растворе скорости этих процессов определяются простыми законами диффузии их можно ускорить или замедлить, изменяя температуру или вязкость растворителя. В клетке ферменты и субстраты могут быть разделены мембраной, и тогда любой фактор, оказывающий влияние на проницаемость мембран, может служить регулятором ферментативного процесса. Так, например, повышение проницаемости мембран митохондрий для жирных кислот под действием карнитина приводит к значительному ускорению процессов р-окисления, В ряде случаев такие регуляторы могут непосредственно связываться с субстратами или ферментом и тем самым изменять их компартментализацию, а в ряде случаев регулятор может взаимодействовать с другими структурами клетки и, изменяя проницаемость для субстратов или продуктов, вызывать дистанционную регуляцию ферментативных процессов. К числу последних могут относиться как внутриклеточные метаболиты (например, жирные кислоты, изменяя проницаемость мембран митохондрий для Н+ и Са +, могут влиять на сопряжение дыхания с фосфорилированием), так и специфические регуляторы, например, гормоны и медиаторы. [c.35]

Спиртовое брожение, осуществляемое дрожжами, интересно тем, что на нем впервые были сделаны открытия, имеющие принципиальное значение. Именно при изучении спиртового брожения Л. Пастер доказал, что оно является процессом, связанным с жизнедеятельностью определенных микроорганизмов — дрожжей. Л. Пастер открыл, что в условиях свободного доступа кислорода воздуха процесс спиртового брожения ингибируется и активируется дыхание. Это явление получило название эффекта Пастера . Эффект Пастера есть результат определенного взаимодействия между различными энергетическими путями, существующими у дрожжей. Одним из проявлений такого взаимодействия является конкуренция за АДФ и неорганический фосфат между процессами субстратного фосфорилирования гликолитического пути и окислительного фосфорилирования в дыхательной цепи. [c.220]

Гипотеза химического сопряжения (Липман, Слейтер, Ле-нинджер, 30—40-е гг. XX в.). В сопряжении дыхания и фосфорилирования участвуют сопрягающие вещества, например вещество Л>>. Вещество X акцептирует протоны и электроны от первого фермента в пункте сопряжения, взаимодействует с Н3РО4. В момент отдачи протонов и электронов второму ферменту пункта сопряжения связь с фосфатом становится макроэргической. Далее макроэрг передается на АДФ с образованием АТФ. Гипотеза логична, но не вьщелены сопрягающие вещества ( X ). [c.128]

Высокая монохроматичность лазерного излучения позволяет осуществлять избирательное возбуждение определенных колебательных подуровней в молекулах. Прежде всего это влияет на энергетически-конформаци-онное состояние отдельных участков макромолекул белков и нуклеиновых кислот. В литературе описывается лазерная активация каталазы, сопряжения дыхания с фосфорилированием, иммунологических реакций. Следует, однако, заметить, что вопрос о биологически значимом специфичном действии лазерного излучения и его связи с первичными механизмами взаимодействия света с веществом еще очень далек от сколько-нибудь однозначного разрешения. Очевидно также, что подобная специфика лазерного воздействия на биологические процессы будет проявляться прежде всего при относительно слабых мощностях, не приводящих к глубокой термической деструкции биосубстрата. [c.363]

Частица НАД отнимает от фосфорилированного глицеринового альдегида два атома водорода, в результате чего альдегид превращается в кислоту. Взаимодействие этой кислоты с АДФ ведет к отщеплению одной фосфатной группы и образованию фосфогли-цериновой кислоты и АТФ, уносящей часть энергии в форме энергии макроэргической фосфатной связи. Отщепление молекулы воды и повторное взаимодействие с АДФ ведет к полному удалению фосфатных групп и к образованию в конечном счете пирови-ноградной кислоты СН3СО ОООН. В процессе анаэробного дыхания возможно ее дальнейшее превращение в молочную кислоту или этиловый спирт и оксид углерода (IV). [c.368]

Таким образом, состояние 4 можно рассматривать как ингибированное состояние цепи, а переход из состояния 3 в состояние 4 аналогичен переходу, который происходит, когда к дыхательной системе, находящейся в стационарном состоянии, добавляют какой-либо ингибитор дыхания. Поэтому, сравнивая с помощью спектрофотометрических методов степень окисленности различных переносчиков после этого перехода, можно определить те пары переносчиков, которые взаимодействуют с АДФ в точке фосфорилирования. Результаты таких экспериментов приводят к выводу, что процессы фосфорилирования сопряжены с реакциями восстановленный НАД-> ФПд, цитохром цитохром С1 и цитохром а-> цитохром 3. Наконец, если предположить, что каждый акт фосфорилирования требует взаимодействия между восстановленным переносчиком и соседним окисленным переносчиком, то придется признать, что эффективное сопряжение возможно лишь тогда, когда разность свободных энергий между такими парами переносчиков превышает свободную энергию реакции АТФ + НгО- АДФ + Фд. Отсюда следует, что фосфорилирование возможно лишь в той реакции с участием данного комплекса, для которой АС —10 ккал/молъ или АЕд 250 м. Как явствует из схемы, приведенной на фиг. 103, возможными кандидатами в качестве точек фосфорилирования могут быть только следующие пары восст. НАД/ФП, ФП/цитохром Ъ кофермент Q), цитохром Ъ (кофермент Р)/цитохром С и цитохром а/цитохром аз (или Ог). Полная энергия окисления восстановленного НАД кислородом достигает 1,14 в или 51,3 ккал/молъ. Так как при физиологических концентрациях образование трех молекул АТФ (Р/О = 3) связано с затратой 30 ккал/молъ, к. п. д. этого процесса превышает 50%. [c.395]

Мы рассматривали до сих пор явленпя проппцаемостп оболочки клеток. Однако активный перенос имеет не меньшее значение для процессов, протекающих внутри клетки. В последнее время высказывается мнение о том, что транспорт веществ между структурными элементами клетки представляет собой один пз механизмов автоматического регулирования внутриклеточных процессов обмена веществ. Именно через активный транспорт происходит взаимодействие структурных элементов клетки между собой. В этом смысле более всего изучены митохондрии. В митохондриях сосредоточена ферментативная система, генерирующая АТФ за счет энергии дыхания и представляющая собою цепь ферментов дыхания и цепь ферментов сопряженного дыхательного фосфорилирования. Тело митохондрий построено нз мембран, заполненных внутри жидкой фазой. Само пх вещество, состоящее из линонротеидов является разделительной мембраной, через которую осуществляется активный перенос субстратов дыхания, АТФ и других веществ. Продуктом окислительного фосфорилирования, вырабатываемым внутри митохондрий для покрытия энергетических затрат клетки является АТФ. [c.183]

Из предлагаемой схемы вытекает также, что восстановление убихинона, если он получает электроны из двух источников, один из которых связан с АТФ-синтезирующим участком, должно быть относительно медленным процессом в фосфорилирующих митохондриях и происходить более быстро в нефосфорилирующих препаратах, где отсутствуют структурные препятствия для непосредственного взаимодействия убихинона с электронными переносчиками, предшествующими АТФ-синтезирующему участку. Действительно, han e было показано, что в нефосфорилирующих препаратах убихинон восстанавливается быстрее, чем в фосфорилирующих [21]. Но даже в нефосфорилирующих препаратах восстановление происходит медленнее, чем скорость его окисления цитохромным комплексом. Именно восстановление убихинона является лимитирующей реакцией переноса электронов в системах сукцинатоксидазы и НАДН-оксидазы [3]. При очень интенсивном дыхании не исключена, однако, возможность того, что убихинон может получить оба электрона от одного предшественника, причем эта вероятность должна возрастать с увеличением интенсивности дыхания. По-видимому, этим и объясняется тот факт, что эффективность фосфорилирования (коэффициент Р/0) обычно понижается с увеличением интенсивности дыхания. [c.140]

Итак, термодинамическая равновесная модель контроля дыхания и окислительного фосфорилирования позволяет выявить основные закономерности и. обгцие принципы регулирования работы дыхательной цепи. Она хорошо аргументирована, отличается достаточной простотой и экспериментально подтверждается на самых различных биологических объектах. Дальнейшее практическое применение этой модели направлено на то, чтобы учесть взаимодействия различных метаболических потоков, участвующих в энергообмене, например гликолиза и дыхательной цепи [426, 427, 594]. [c.84]

Согласно современным представлениям, скорость дыхания зависит от состояния фосфорилирования адениннуклеотидной системы внемитохондриального пула и соотношения окисленных и восстановленных форм дыхательных переносчиков 1и1П изопотенциальных групп дыхательной цеш1. Лимитирующим звеном процесса является терминальная стадия взаимодействия цитохром с оксидазы с кислородом, которая и ответственна за кинетический контроль дыхания. Принципы действия последнего остаются [c.257]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология