Изменение свободной энергии в метаболических окислительно-восстановительных реакциях

Метаболическая цепь переноса энергии состоит из ряда сопряженных реакций окисления и восстановления, в каждой из которых происходит лишь незначительное изменение свободной энергии, соответствующее небольшому участку окислительно-восстановительной шкалы. Наиболее окисленным соединением этой цепи является молекулярный кислород, а наиболее восстановленным — молекулярный водород. Зеленые растения способны к образованию О2 и в то же время к образованию такого сильного восстановителя, как Из (или даже более сильного восстановителя). Так как потенциал водородного электрода Е ) равен —0,42 в, а потенциал кислородного электрода равен -Ь0,81 в, при фотосинтезе должен создаваться общий химический потенциал >1,2 в. Один моль квантов красного света (1 эйнштейн) с длиной волны 700 ммк (длина волны, которая инициирует превращение) соответствует примерно 40 ккал или около 1,8 электронвольт (1 эв соответствует 23 ккал молъ). Если бы каж- [c.552]

Разность потенциалов в 1 б эквивалентна изменению свободной энергии на 23 ккал1молъ это означает, что потенциал системы А = А+ - -- - е должен быть ниже, чем нотенциал системы В = В+ 4- по крайней мере на 0,200 в. Однако уровень абсолютного потенциала этих двух систем, нанример по отношению к водородному электроду, не важен. Тот факт, что такие сопряженные стадии обычно обратимы, обеспечивает поразительную гибкость и разнообразие метаболического превращения энергии например, имеются хемосинтезирующие бактерии, которые получают энергию путем окисления двухвалентного железа в трехвалентное ( = = 0,77 б) (этой реакции соответствует лишь небольшая разность потенциалов в сильно окисленной части окислительно-восстановительной шкалы). Было показано, что это превращение сопряжено с образованием АТФ из АДФ, причем этот АТФ в свою очередь приводит к восстановлению НАД восстановленным цитохромом с. Это высокоэндергоническое превращение должно происходить в несколько стадий, сходных со стадиями превращения при окислительном фосфорилировании, но идущих в обратном направлении. [c.577]

Таким образом, различные типы клеток характеризовались неодинаковыми метаболическими состояниями. Однако расчеты показали, что для всех них без исключения, так же как и для изолированных митохондрий, редокс-реакции между парой НАД и цитохромом с находились в практическом равновесии с состоянием фосфорилирования адениннуклеотидной системы и их взаимоотношения могли быть описаны уравнениями (12) и (13). В связи с этим изменения свободной энергии на участке цепи НАД—цитохром с, связанные с переносом двух восстановительных эквивалентов, были практически равны (в пределах экспериментальной ошибки) свободной энергии синтеза двух молей АТФ из АДФ и Ф (табл. 8). Следовательно, наблюдаемое практическое равновесие между окислительно-восстановительньши реакциями дыхательной цепи и отношением [АТФ]/[АДФ] [Ф ] цитозоля поддерживается не только в различных клетках млекопитающих, в том числе и таких высокоспециализированных, как сердце и печень, но и у филогенетически примитивных организмов с атипичной дыхательной цепью, что свидетельствует об общности наблюдаемого феномена. [c.78]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология