Автор работы: Пользователь скрыл имя, 14 Января 2014 в 00:37, реферат
В цикл Кребса включается одна молекула ацетил-КоА, которая в реакции с оксалоацетатом, катализируемой цитратсинтетазой, приводит к образованию лимонной кислоты и свободного коэнзима А. Лимонная кислота с помощью фермента аконитазы превращается в цис-акотиновую и изолимонную кислоты. Изолимонная кислота через щавелевоянтарную кислоту превращается в α-кетоглутаровую кислоту, которая подвергается дальнейшему декарбоксилированию.
1. Понятие «аэробное дыхание», цикл Кребса.
2. Понятие о механизме окислительного фосфорилирования
3. Компоненты дыхательной цепи
4. Синтез молекул АТФ в дыхательной цепи бактерий и дрожжей.
Рис. 8. Функциональная
организация компонентов
Установлено, что синтез молекулы АТФ связан с переносом двух протонов через комплекс АТФ-синтазы. Так как при окислении НАД · Н2 молекулярным кислородом выделяется шесть протонов, то, следовательно, максимальный выход АТФ в этом процессе составляют три молекулы. При окислении ФАД · Н2 возможны два пункта фосфорилирования.
Теперь подсчитаем, каков энергетический выход при окислении одной молекулы глюкозы при аэробном дыхании у дрожжей:
• в процессе гликолиза образуются по две молекулы АТФ, НАД · Н2 и пирувата;
• при окислительном декарбоксилировании двух молекул пирувата образуются две молекулы ацетил-КоА и две молекулы НАД · Н2;
• окисление двух молекул ацетил-КоА в цикле Кребса приводит к образованию шести молекул НАД · Н2, двух молекул ФАД · Н2 и двух молекул АТФ.
В итоге образуются четыре молекулы АТФ, 10 молекул НАД · Н2, две молекулы ФАД · Н2. Установлено, что при окислении одной молекулы НАД · Н2 максимально образуются три молекулы АТФ, при окислении одной молекулы ФАД · Н2 – две молекулы АТФ. Следовательно, при окислении 10 молекул НАД · Н2 выход составляет 30 молекул АТФ, а двух молекул ФАД · Н2 – четыре молекулы АТФ.
Суммарный энергетический выход аэробного дыхания у эукариотических микроорганизмов, когда катаболизм глюкозы осуществляется гликолитическим путем, составляет 38 молекул АТФ:
С6Н12О6 + 6О2 + 38 АДФ + 38 Н3РО4 → 6СО2 + 38АТФ + 44 Н2О
Для аэробных прокариот характерна меньшая степень сопряжения электронного транспорта в дыхательной цепи с фосфорилированием. Рассмотрим это на примере бактерий E. coli. Как видно из рис. 9, в дыхательной цепи этих бактерий имеются только два пункта, в которых происходит «выброс» протонов, а не три, как в случае митохондриальной цепи у дрожжей. Следовательно, при окислении одной молекулы НАД · Н2 образуются только две молекулы АТФ, а при окислении молекулы ФАД · Н2 – одна молекула АТФ.
Рис. 9. Функциональная
организация компонентов
Таким образом, при аэробном дыхании у бактерий E. coli, когда катаболизм глюкозы происходит гликолитическим путем, образуется 26 молекул АТФ:
• две молекулы АТФ синтезируются в гликолизе;
• две молекулы АТФ синтезируются в двух оборотах цикла Кребса;
• 10 молекул НАД · Н2 приводят к синтезу 20 молекул АТФ;
• две молекулы ФАД · Н2 приводят к синтезу двух молекул АТФ.
У других прокариот, таких как Corynebacterium diphtheriae, в дыхательной цепи имеется только один пункт «выброса» протонов. У Mycobacterium phlei – три, как в дыхательной цепи митохондрий дрожжей. Из этого можно сделать вывод, что дыхательные цепи различных бактерий существенно различаются и они в основном значительно менее энергетически эффективны.