Динамическая биохимия. Биологическое окисление. (Лекция 8)

Содержание

Слайд 2

Биологическое окисление Перенос электронов (цитохромы) Присоединение кислорода (оксидазы и оксигеназы) Отщепление Н2 (дегидрогеназы)

Биологическое окисление

Перенос электронов
(цитохромы)

Присоединение кислорода
(оксидазы и оксигеназы)

Отщепление Н2
(дегидрогеназы)

Слайд 3

Основные пути использования кислорода

Основные пути использования кислорода

Слайд 4

В биохимии и клеточной биологии под тканевым (клеточным) дыханием понимают молекулярные

В биохимии и клеточной биологии под тканевым (клеточным) дыханием понимают молекулярные

процессы, в результате которых происходит поглощение клеткой кислорода и выделение углекислого газа. Оно включает 3 стадии:
1. Органические молекулы - глюкоза, жирные кислоты и некоторые аминокислоты - окисляются с образованием СН3СО~SКоА.
2. Ацетил-КоА вступает в ЦТК, где его ацетильная группа ферментативно окисляется до СО2 и выделяется HS-KoA. Энергия, высвобождающаяся при окислении, накапливается в восстановленных переносчиках электронов НАДН и ФАДН2. 3. Электроны переносятся к О2, как конечному акцептору, через цепь переносчиков электронов, которая называется дыхательная цепь или цепь переноса электронов (ЦПЭ). При переносе электронов по дыхательной цепи выделяется большое количество энергии, которая используется для синтеза АТФ путем окислительного фосфорилирования.
Слайд 5

Процесс тканевого дыхания оценивают с помощью дыхательного коэффициента: RQ = число

Процесс тканевого дыхания оценивают с помощью дыхательного коэффициента:
RQ = число молей

образованного СО2 /
число молей поглощенного О2

Этот показатель позволяет оценить тип топливных молекул, используемых организмом: при полном окислении углеводов дыхательный коэффициент равен 1, белков - 0,80, жиров - 0,71; при смешанном питании величина RQ= 0,85.

Слайд 6

Слайд 7

Транспортеры веществ через внутреннюю мембрану митохондрий

Транспортеры веществ через внутреннюю мембрану митохондрий

Слайд 8

Функциональная компартментализации митохондрий 1. Внешняя мембрана MX отграничивает внутреннее пространство; проницаема

Функциональная компартментализации митохондрий

1. Внешняя мембрана MX отграничивает внутреннее пространство; проницаема для

О2 и ряда низкомолекулярных веществ. Содержит ферменты метаболизма липидов и моноаминов.
2. Межмембранное пространство (ММП) содержит аденилаткиназу (АТФ + АМФ ↔ 2 АДФ) и ферменты фосфорилирования АДФ, не связанные с дыхательными цепями.
3. Внутренняя мембрана митохондрий (ВМП): 20-25 % от всех белков составляют ферменты цепей переноса протонов и электронов и окислительного фосфорилирования. Проницаема лишь для малых молекул (О2, мочевина) и содержит специфические трансмембранные переносчики.
4. Матрикс содержит ферменты цикла трикарбоновых кислот, р-окисления жирных кислот (основные поставщики субстратов окисления). Здесь находят ферменты автономного митохондриаль-ного синтеза ДНК, РНК, белков и др.
Слайд 9

Слайд 10

Структура НАД+ (НАДФ+)

Структура НАД+ (НАДФ+)

Слайд 11

ФМН и ФАД

ФМН и ФАД

Слайд 12

Убихи-нон

Убихи-нон

Слайд 13

Гем b Гем С Гем а

Гем b

Гем С

Гем а

Слайд 14

Железо-серные кластеры (центры)

Железо-серные кластеры (центры)

Слайд 15

Слайд 16

Движение электрона от НАД, сукцината, ацил-КоА и глицерол-3-фосфата к убихинону

Движение электрона от НАД, сукцината, ацил-КоА и глицерол-3-фосфата к убихинону

Слайд 17

НАДН-КоQ-редуктаза

НАДН-КоQ-редуктаза

Слайд 18

Слайд 19

Слайд 20

Слайд 21

Слайд 22

Слайд 23

Слайд 24

Слайд 25

Краткая схема перекисного окисления липидов Н2О2 О2 Fe2+ Fe3+ ФП Цитохром

Краткая схема перекисного окисления липидов

Н2О2

О2

Fe2+

Fe3+

ФП

Цитохром Р450

НАДФН+Н+

АФК

О

О

Х

С

О

Ф




Н

Н


Генерация в дыхательной
цепи микросом,

митохондрий
и других процессах




Н


Радикал ЖК
(R∙)

ПНЖК

Радикал ЖК
(R∙)

и т.д.

ROO∙

O2

ПНЖК

Радикал ЖК
(R∙)

ROOH

Гидропероксид ЖК

Fe2+

Fe3+

RO∙

Алкоксильный
радикал

Гидроксильный
радикал

Альдегиды и кетоны

NH2-содержащие соединения

Основания
Шиффа

Белки, нуклеиновые кислоты, углеводы

Пероксидный
радикал

Слайд 26

Факторы антиоксидантной защиты Ферментативной природы: - супероксиддисмутаза (СОД) - каталаза глутатионпероксидаза

Факторы антиоксидантной защиты

Ферментативной природы:
- супероксиддисмутаза (СОД)
- каталаза
глутатионпероксидаза
глутатионредуктаза
церулоплазмин

Неферментативной природы:

жирорастворимые: водорастворимые:

- токоферолы - витамин С
- витамины А, К - глутатион
- убихинон - цистеин
- полифенолы - бензойная кислота
- холестерол - мочевина
- другие - другие
Слайд 27

Ri + SH RiH + S ∙ Радикал инициатора Субстрат Молекулярный

Ri + SH RiH + S


Радикал
инициатора

Субстрат

Молекулярный
продукт

Радикал
субстрата

Ri
S
X

+ A-H

Ri-H
S-H
X-H

+ A

Любые
радикалы

Антиоксидант

Стабильный радикал
антиоксиданта

Механизм

действия антиоксидантов
неферментативной природы






Молекулярные
продукты