Биохимия метаболизма. Учебное пособие. Е. А. Бессолицына

Чтение книги онлайн.

      Величина окислительно-восстановительного потенциала дыхательной цепи составляет 1,14 В, что соответствует 53 ккал.

      Изменение окислительно-восстановительного потенциала при переходе от системы NAD⁺/NADH к системе О₂/Н₂О составляет 1,1 В.

      Движущая сила окислительного фосфорилирования – это потенциал переноса электронов, присущий NADH или FADH₂. Рассчеты ΔE'_о и ΔG⁰ связанные с окислением NADH под действием О₂. Промежуточные частичные реакции следующие:

      а) 1/2О₂ +2Н⁺ +2 ē→ Н₂О

      E«_о = +0,82 В,

      б) NAD⁺ + Н⁺ +2 ē→ NADH

      E«_о = – 0,32 В.

      Вычитая реакцию б) из реакции а), получаем

      в) 1/2 О₂ + NADH + Н⁺ → Н₂О + NAD ⁺

      ΔE'_о = +1,14 В.

      Свободная энергия окисления для этой реакции составляет

      ΔG⁰ = -2—23,062.1,14 = – 52,6 ккал/моль.

      Таким образом доказано, что молекула NADH является источником энергии, и, как показывают расчеты, при окислении этой молекулы с участием кислорода выделяется такое количество энергии, которое достаточно для синтеза 7 молекул АТФ. Но реакция происходит взрывообразно, и это не позволяет перевести энергию в более адекватную форму.

      Чтобы обеспечить перевод энергии окисления в энергию АТФ необходима система окисления, это обеспечивает дыхательная цепь, состоящая из 4-х белковых комплексов, содержащих коферменты, участвующие в окислительно-восстановительных реакциях. В результате мы имеем с одной стороны материальную группу молекул, передающих электроны друг от друга, то есть образуется система передачи электронов от NADH к О₂ по которому идут электроны, как электрическая цепь в сети, с другой стороны это последовательность окислительно-восстановительных реакций, которые происходят в составе электронтранспортной цепи, молекулы коферментов являются окислителями (акцепторами электронов) при взаимодействии с предшествующими молекулами, и являются восстановителями (донорами электронов) при взаимодействии со следующей молекулой цепи.

      Из этого заключаем, что каждый следующий кофермент является большим окислителем, чем предыдущий, то есть этот кофермент «отбирает» электроны у предыдущего кофермента, а у него электроны «отбирает» следующий кофермент в электронтранспортной цепи. В данном случае наблюдается увеличение окислительно-восстановительного потенциала, следовательно, каждый следующий кофермент в электронтранспортной цепи является большим окислителем, и, как следствие, электронтранспортная цепь не только физическая часть для потока электронов, но и последовательность окислительно-восстановительных реакций.

      Организация электронтранспортной цепи

      Электронтранспортная цепь организована во внутренней мембране митохондрий и представляет собой четыре белковых комплекса, содержащих коферменты, окислительно-восстановительных реакций (общий план организации и функционирования электрон-транспортной цепи изображен на рисунке 11).

СКАЧАТЬ