Презентация на тему "БИОЛОГИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ"

Содержание

• 
  Слайд 1

  БИОЛОГИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ

  ОМСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ Кафедра биологической химии

• 
  Слайд 2
  

  ПЛАН: Исторические представления о биологическом окислении; 2. Современные представления о биологическом окислении; Первичные акцепторы протонов и электронов; Цепь переноса электронов.

• 
  Слайд 3
  

  -1- Исторические представления о биологическом окислении Биологическое окисление – это совокупность реакций окисления, протекающих во всех живых клетках. 1) XVIII век – начало изучения процессов окисления в живом организме. Антуа́нЛора́н Лавуазье́ 1743-1794 Имя Лавуазье внесено в список величайших учёных Франции, помещённый на первом этаже Эйфелевой башни

• 
  Слайд 4
  

  1) XVIII век – начало изучения процессов окисления в живом организме (Лавуазье). Биологическое окисление – медленное горение. Отличия биологического окисления от горения: протекает при низкой температуре; без появления пламени; в присутствии воды. С химической точки зрения, горение - это взаимодействие углерода с кислородом, приводящее к образованию углекислого газа. В организме механизм образования СО2 - декарбоксилирование

• 
  Слайд 5
  

  2) Теория активации кислорода (автор - А.Н. Бах) Александр Николаевич Бах 1857-1946 биохимик и физиолог растений Институт биохимии имени А.Н.Баха РАН, 1945 год (Москва)

• 
  Слайд 6
  

  2) Теория активации кислорода = теория перекисного окисления перекись а) О = О → –О–О– О б) –О–О– + A А О О в) А + В АО + ВО О оксигеназа пероксидаза

• 
  Слайд 7
  

  3) Теория активации водорода (автор – В.И. Палладин) Н а) S S Н б) Кофермент*Н2 + 1/2О2 → Кофермент + Н2О Кофермент*Н2 дегирогеназа кофермент Владимир Иванович Палладин 1859-1922 ботаник и биохимик

• 
  Слайд 8
  

  -2- Современные представления о биологическом окислении Биологическое окисление - процесс переноса электронов от субстрата-донора на субстрат-акцептор. Если акцептором электронов является кислород, то такой процесс называется ТКАНЕВЫМ ДЫХАНИЕМ Если акцептором электронов является другое вещество, кроме кислорода, то такой процесс называется АНАЭРОБНЫМ ОКИСЛЕНИЕМ

• 
  Слайд 9
  

  Н 1) S S Н 2) Кофермент*Н2 + 1/2О2 → Кофермент + Н2О (конечный продукт) Кофермент*Н2 дегирогеназа кофермент Е↑ Синтез АТФ Теплота

• 
  Слайд 10
  

  Особенности биологического окисления: 1). Процесс транспорта электронов является многоступенчатым процессом, который сопровождается постепенным выделением энергии. 2). Полиферментативный процесс. 3) Конечный продукт – вода.

• 
  Слайд 11
  

  Биологическое окисление многоступенчатый процесс транспорта электронов (на начальных этапах и протонов) осуществляемый комплексом ферментов, сопряженный с образованием энергии

• 
  Слайд 12
  

  Цепь переносчиков протонов и электронов локализована во внутренней мембране митохондрий и называется ЭТЦ = ЦПЭ = дыхательная цепь . Строение митохондрии

• 
  Слайд 13
  

  -3- Первичные акцепторы протонов и электронов Первичными акцепторами протонов и электронов являются НАД-зависимыедегидрогеназы и ФАД-зависимыедегидрогеназы.

• 
  Слайд 14
  

  малатдегидрогеназа Яблочная кислота (малат) СООН | СН2 | НО−СН | СООН НАД+ (РР) →НАДН2 Дыхательная цепь + 1/2О2 3 АТФ + Н2О СООН | СН2 | С=О | СООН ЩУК (оксалоацетат) ■ НАД-зависимыедегидрогеназы

• 
  Слайд 15
  

  НИКОТИНАМИДАДЕНИНДИНУКЛЕОТИД

• 
  Слайд 16
  

  рабочей частью НАД является витамин РР - НИКОТИНАМИД

• 
  Слайд 17
  

  C N+ │ R CONH2 H │ НАД+ +2H+, 2е- -2H+, 2е- N │ R CONH2 НАДН+Н+ H H +H+ НАД+ +2H+ + 2е- → HАДН+Н+

• 
  Слайд 18
  

  Дегидрирование сукцината сукцинатдегидрогеназа СООН | СН2 | СН2 | СООН ФАД (В2) → ФАДН2 СООН | СН | | СН | СООН Янтарная кислота (сукцинат) Фумаровая кислота (фумарат) Дыхательная цепь + 1/2О2 2 АТФ + Н2О ■ ФАД-зависимыедегидрогеназы

• 
  Слайд 19
  

  ФЛАВИНАДЕНИНДИНУКЛЕОТИД

• 
  Слайд 20
  

  рабочей частью ФАД и ФМН является ФЛАВИН

• 
  Слайд 21
  

  ФАД СН3 СН3 СН3 СН3 ФАДН2 ФАД+2H+ + 2е- → ФАДН2

• 
  Слайд 22
  

  Далее НАДН2 и ФАДН2 отдают протоны и электроны в митохондриальную ЦПЭ.

• 
  Слайд 23
  

  -4- Цепь переноса электронов Компоненты ЭТЦ - Это сложные образования, состоящие из нескольких ферментов, локализованных во внутренней мембране митохондрий и объединенных в комплексы

• 
  Слайд 24
  

  КОМПОНЕНТЫ ДЫХАТЕЛЬНОЙ ЦЕПИ: Комплекс I(ФМН-зависимаяНАДН-дегидрогеназа) Убихинон (коэнзимQ) Комплекс III (цитохромы b, с1) Цитохром с Комплекс IV (цитохромыа, а3 – цитохромоксидаза) Комплекс II (СДГ)

• 
  Слайд 25

  Комплекс I (НАДН-дегидрогеназа)

  Флавинзависимый фермент (кофермент ФМН) Субстрат – кофермент НАДН2 Содержит железосерные белки Донор протонов и электронов для убихинона HАДН+Н+ НАДН-дегидрогеназа ФМН (В2) → ФМНН2 HАД+

• 
  Слайд 26

  Убихинон (кофермент Q)

  Quinone – хинон Ubiquitos – вездесущий У млекопитающих содержит 10 звеньев изопрена (коэнзимQ10)

• 
  Слайд 27
  

  +2H+, 2е- -2H+, 2е-

• 
  Слайд 28
  

  Небелковый компонент ДЦ Подвижный компонент Акцептор протонов и электронов от флавинзависимыхдегидрогеназ Донор электронов для комплекса III Переносит протоны в межмембранное пространство митохондрий

• 
  Слайд 29
  

  Цитохромы – сложные белки, небелковая часть – гем Отличаются между собой строением полипептидных цепей В зависимости от светопоглощающей способности в определенной части спектра делятся на группы а, b и с. Каждый цитохром транспортирует только 1 электрон Главную роль в транспорте играет железо Fe3+Fe2+ +e - -e- СИСТЕМА ЦИТОХРОМОВ

• 
  Слайд 30

  Комплекс III(QН2– дегидрогеназа)

  В составе цитохромы b, с1 Транспортирует только электроны от убихинона на цитохром с.

• 
  Слайд 31
  

  В составе цитохромы b, с1 Транспортирует только электроны от убихинона на цитохром с. Не объединяется в комплекс Транспортирует электроны от III комплекса к IV комплексу. Цитохром с

• 
  Слайд 32

  Комплекс IV (цитохромоксидаза)

  Содержит цитохромыа, а3 Кроме железа содержит в своем составе медь Взаимодействует с кислородом. Сu2+Cu+ +e - -e-

• 
  Слайд 33

  Комплекс II (СДГ)

  Флавинзависимый фермент (кофермент ФАД) Донор протонов и электронов для убихинона

• 
  Слайд 34
  

  Все компоненты ЭТЦ расположены в порядке возрастания редокс-потенциала. Самый высокий редокс-потенциал у кислорода, что обеспечивает последовательную передачу электронов от субстрата на кислород. Порядок компонентов дыхательной цепи обусловлен величиной их red-ox потенциалов. Он изменяется от -0,32В до +0,81В -0,32 характерно для НАДН2 +0,81 характерно для О2.

• 
  Слайд 35

  СХЕМА ПОЛНОЙ ДЫХАТЕЛЬНОЙ ЦЕПИ

  Полная ЭТЦ - взаимодействие субстрата с НАД.

• 
  Слайд 36
  
• 
  Слайд 37

  СХЕМА Укороченной ДЫХАТЕЛЬНОЙ ЦЕПИ

  Укороченная ЭТЦ - взаимодействие субстрата с ФАД

• 
  Слайд 38
  
• 
  Слайд 39
  

  АТФ – основной донор энергии в живых клетках

• 
  Слайд 40
  

  Процесс образования АТФ из АДФ и Н3РО4за счёт энергии переноса электронов в дыхательной цепи называется ОКИСЛИТЕЛЬНЫМ ФОСФОРИЛИРОВАНИЕМ. СУБСТРАТНОЕ ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ - это процесс образования АТФ из АДФ и Н3РО4за счёт энергии макроэргической связи субстрата

• 
  Слайд 41
  

  Окисление и фосфорилирование не всегда сопрягаются. Если процесс окисления сопровождается синтезов АТФ – это явление наз. СОПРЯЖЕНИЕМ ДЫХАНИЯ И ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ.

• 
  Слайд 42
  

  В дыхательной цепи выделяются 3 пункта сопряжения (где может образоваться АТФ): 1. НАДKоQ 2.цитохром bцитохромс 3. цитохрома цитохром а3 НАДН2 — 3 АТФ (~2,5) ФАДН2 — 2 АТФ (~1,5)

• 
  Слайд 43
  

  КОЭФФИЦИЕНТ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ – количество молекул АТФ, образованных при восстановлении 1 атома кислорода до воды. Р О =3 (для полной дыхательной цепи) Р О =2 (для укороченной дыхательной цепи)