Oxigén vagy aerob energia-anyagcsere lépésben hallgató guru

Kategória Biology Címkék: energia metabolizmus

A következő lépés az energia-anyagcsere megy glükolízishez - a sejtlégzést. vagy ahogy nevezik, a biológiai oxidáció. Ez a szakasz az oxigén oxidációs szerves vegyületek. Ha figyelembe vesszük a levegőt a tág értelemben vett, ez a folyamat abszorpciós élőlények oxigén (O2) a környezet és a szén-dioxid gáz (CO2). Ez a folyamat fenntartásához szükséges intracelluláris oxidatív folyamatok biztosítása energia anyagcserét. Légzés lehetnek külső légzés és a szövet vagy sejt. Mi a külső légzés egyértelmű a cím. Tehát az a folyamat közötti gázcsere az élő szervezet és környezete. Szövet vagy sejt légzés (más néven biooxidation) - meghatározott enzimatikus redox reakciók. Ennek eredményeként ezek a reakciók komplex szerves anyagok oxidálódnak oxigénnel szén-dioxid, ahol a felszabaduló energia tárolt sejtek ATP formájában.

Cellular légzés a növények, állatok és a legtöbb aerob mikroorganizmusok kezdődik a hasítási CO2 (dekarboxileződés) egy molekulából piroszőlősav (piruvát), amely alakult a glikolízis során. Így, glikolízis szükséges előkészítő szakaszban sejtlégzés hasítás után a szénhidrát. A reakció során a piruvát le CO2 és kialakítva dvuhuglerodny maradékot - ecetsav-csoport (acetil-csoport). Ez dvuhuglerodny maradékot hozzákapcsolható egy molekulához, az egyetemes hordozó szénhidrogéncsoportok - koenzim-A - a formáció acetil-koenzim-A (acetil-CoA). Ennek eredményeként ez a reakció, a NAD + csökken NADH. Acetil-CoA és NADH során képződött zsírsavak oxidációját, amelyek szintén szubsztrátjai a celluláris légzést. Ezt követően oxidációját acetil-CoA történik a Krebs-ciklus. és NADH - a mitokondriális légzési lánc. A Krebs-ciklus különböző szakaszaiban beléphet az aminosavak. Így, Krebs-ciklus utak konvergálnak, és az oxidációt a szénhidrátok és zsírok, és a fehérjék.

Hasítása szén-dioxid-molekulákat a molekulák piroszőlősav.

Krebs-ciklus (ahogy nevezik a trikarbonsav ciklus vagy a citromsav-ciklus) - egy komplex többlépéses redox folyamat, amelyben a maradékot ecetsav nyert acetil-CoA teljesen oxidálódik 2 CO2 molekulák, így 3 molekulákat NADH, egy molekula FADN2 és egy molekula GTP. Minden Krebs-ciklus enzimek, valamint az enzimek a zsírsav-oxidáció lokalizálódnak a mitokondriális mátrixban, és egy enzimet - szukcinát - található a belső mitokondrium-hártyán.

Az első lépésben a Krebs-ciklus ecetsav maradékot át acetil-CoA-molekulánként oxálecetsavat (oxálacetát) alkotnak citromsav (citrát), amely közbülső képződését reakciójával cisz-akonitsav, izocitromsav átalakul (izocitrát). Izocitromsav lehasítjuk a CO 2 és H 2 + atom. ezáltal egy molekula NADH-t és a-ketoglutársav (a-ketoglutarát), amely kölcsönhatásba lép egy molekula koenzim A. Ez a lehasított második CO2-molekula és alkotnak egy másik molekula NADH és az energia-gazdag vegyület, szukcinil-CoA, amely eihasadásávai szabad borostyánkősav sav (szukcinát), amely mellé szintézise GTP GDP és Pi. Borostyánkősav oxidáljuk fumaráttá (fumarát) alkotnak FADN2. fumársav azzal a víz hozzáadásával alakítjuk almasav (malát), és almasav oxidáljuk oxálecetsav (oxálacetát) alkotnak NADH. Ebben a lépésben a Krebs-ciklus zárva van, azaz, oxálacetát ismét adja meg a hurok és kondenzálódnak, a következő ecetsav-csoport alkotnak citrát.

Így a teljes reakció a Krebs-ciklus leírható a következő egyenlet szerint:

Az energia oxidációja során felszabaduló acetil-CoA tárolni egyetlen GTP molekulára (amely lehet alakítani ATP) és 4 molekula redukáló ekvivalensek (NADH molekulák 3 és egy FADN2)
vagy amelyeket fel lehet használni a különböző bioszintetikus folyamatok, vagy oxidált. A további oxidáció végbemegy a mitokondriális légzési lánc, amely lokalizált a belső mitokondrium-hártyán. Amikor NADH-oxidálás a légzési láncban mitokondriumok leválasztjuk belőle elektronok, és átviheti őket egy oxigén molekula. Az aerob bakteriális légzési lánc található, a speciális struktúrák a plazmamembrán - mesosoma, és általában hasonlít a mitokondriális légzési lánc.

Krebs-ciklus jellemzői

Acetil-koenzim A - forrása acetil csoportok piruvát, zsírsavak és az aminosavak.
A forrás néhány intermedierek aminosavak.

Oxidatív foszforiláció kezdődik NADH-oxidálás a légzési láncban mitokondriumok kíséri eltávolításával két elektron és egy proton (H +). A végső elektron akceptor O2 ezeket. amely kötődik a H + ionok. található a mátrixban olyan, H2 O. Az elektronok kiválasztott NADH átkerülnek a légzési lánc egyik hordozóval, hogy egy másik, és elvesztik csökkentési potenciál. Része a felszabaduló energia során ezt a hőként eltűnt, hanem ezen túlmenően, része az energia töltött, hogy megteremtse a belső mitokondrium-hártyán különbséget proton koncentrációja (az elektrokémiai potenciál) miatt transzfer több pontot a légzési lánc (az úgynevezett pontok konjugáció) mátrix intermembránján helyet.

A különbség a proton koncentrációja abból a tényből ered, hogy az elektron transzfer NADH oxigén fordul elő „pumpáló” a protonok a mátrixból a intermembrán helyet a mitokondriumok.

„Pumpáló” protonok a mitokondriális mátrixban a intermembrán teret

Ennek eredményeként a légzési lánc mitokondriális H + koncentráció a intermembrán terében sokkal nagyobb koncentrációban a mátrixban, akkor létrehoz egy befelé irányuló mitokondriális proton koncentráció gradiens. A mitokondriális membrán nem ereszti át a számukra, tehát azt mondhatjuk, hogy úgy működik, mint egy gát, hogy tartja a vizet a tartályban. Az energia, a következő gradienst használjuk enzim ATP szintáz. szállítja a mátrix H + ionok és szintetizáló ATP ADP és Pi.

A szintézist 1 ATP-molekulát kell át a mitokondriumba H 3 + ion koncentrációja a gradiens, ezért mivel a NADH oxidációját, 1 molekula lehet szintetizálni három molekula ATP, és az oxidációs 1 molekula FADN2 - 2 molekula ATP.

Szintén része a koncentrációgradiens proton energiát fordított a szállítási keresztül a belső mitokondriális membrán különböző anyagok. Az ATP szintézis a mitokondriumban az enzim ATP-szintetáz az oxidatív foszforiláció. hangsúlyozva a kapcsolat e folyamat a oxidációs szerves szubsztrátok.

Jellemzői oxidatív foszforiláció

A hidrogénatomok származó NADH + H + és FADN2.
Molekuláris oxigént.

Így, ennek eredményeként a teljes glükóz oxidációját szén-dioxiddá CO2 és víz H2O gázt termel nagy mennyiségű ATP - 38 molekulák. Kettő közülük szintetizáljuk a folyamat a glikolízis, és a fennmaradó 36 - az oxidációs piruvát. 1) a kialakulását egy molekula piruvát glikolízis helyreállított molekula NADH oxidációs mitokondriumokban amely 3 ATP molekula. 2) során a dekarboxilezést a piruvát és a kialakulását acetil-CoA-hoz visszaáll akár egy molekula NADH (azaz, ez 3 molekula ATP). 3), amely a Krebs-ciklus 3 NADH molekula (ez lesz 9 ATP molekulák), 1 molekula FADN2 (plusz két molekula ATP) és 1 molekula GTP (terminál kommunikál az energia foszfátok ADP, ami további 1 ATP-molekula). Ie A teljes oxidáció eredményező glikolízis 1 NADH molekula piruvát és egy molekula kapott 18 molekula ATP és 2-36 ATP-molekulák, rendre. Tekintettel arra, hogy a folyamat a glikolízis alakult két molekula ATP, a teljes energia termelés a glükóz oxidációját szén-dioxiddá (CO 2) és víz (H2O) a folyamat a sejtlégzést, ATP sostavlyat38 molekulák.

Teljes energia hozama a glükóz oxidációját szén-dioxid és víz sejtlégzésben volt 38 molekula ATP

A végleges egyenlete a folyamat a következő lesz:

Hatásosság teljes glükóz oxidációja szén-dioxid és a víz nagyon magas: 55-70% a felszabaduló energia (attól függően, hogy az adott körülmények között) tárolt energia formájában gazdag ATP molekulák kötések; a többi energia hőként eltűnt.

Így a vágott energia csere reakciók ATP.

Lásd még:

• 
  A fehérjék bioszintézisére. Broadcast.
• 
  Fény-függő reakciókat fotoszintézis
• 
  embriogenezis
• 
  Sötét fázis a fotoszintézis