Биосфера
<<  Химические основы биологических процессов Биологическое направление  >>
Биологическое окисление
Биологическое окисление
Окислительное фосфорилирование создает условия для АТФ -
Окислительное фосфорилирование создает условия для АТФ -
Цикл трикарбоновых кислот доставляет НАДН и ФАДH2 к цепи транспорта
Цикл трикарбоновых кислот доставляет НАДН и ФАДH2 к цепи транспорта
НАДH и ФАДH2 – энергетически богатые молекулы потому что содержат пару
НАДH и ФАДH2 – энергетически богатые молекулы потому что содержат пару
Электроны НАДН или ФАДH2 используются для восстановления молекулярного
Электроны НАДН или ФАДH2 используются для восстановления молекулярного
Восстановленая
Восстановленая
Восстановленная
Восстановленная
Транспорт электронов переносчиками приводит к выкачиванию протонов из
Транспорт электронов переносчиками приводит к выкачиванию протонов из
Окислительное фосфорилирование - это процесс в котором АТФ образуется
Окислительное фосфорилирование - это процесс в котором АТФ образуется
Цепь тканевого дыхания
Цепь тканевого дыхания
Цепь тканевого дыхания состоит из 4 комплексов
Цепь тканевого дыхания состоит из 4 комплексов
Високоэнергетические электроны: редокс потенциалы и изменения
Високоэнергетические электроны: редокс потенциалы и изменения
Энергия при транспорте электронов освобождается не постоянно, а в
Энергия при транспорте электронов освобождается не постоянно, а в
Комплексы I-IV
Комплексы I-IV
Комплекс I (НАДH-убихинон оксидоредуктаза)
Комплекс I (НАДH-убихинон оксидоредуктаза)
Комплекс II (сукцинат-убихинон оксидоредуктаза)
Комплекс II (сукцинат-убихинон оксидоредуктаза)
Все электроны должны пройти через убихинон (Q)
Все электроны должны пройти через убихинон (Q)
Переносит электроны от убихинона к цитохрому c. Состоит из: цитохрома
Переносит электроны от убихинона к цитохрому c. Состоит из: цитохрома
Комплекс IV (цитохром аа3 оксидаза)
Комплекс IV (цитохром аа3 оксидаза)
Реактивные формы кислорода и защита от них Если кислород принимает 4
Реактивные формы кислорода и защита от них Если кислород принимает 4
Хемиосмотическая теория
Хемиосмотическая теория
Необходима интактная митохондриальная мембрана Транспорт электронов
Необходима интактная митохондриальная мембрана Транспорт электронов
Искусственная система, демонстрирует хемиосмотичну теорию
Искусственная система, демонстрирует хемиосмотичну теорию
АТФ синтаза
АТФ синтаза
Активный транспорт ATФ, AДФ и Pн через внутреннюю митохондриальную
Активный транспорт ATФ, AДФ и Pн через внутреннюю митохондриальную
Регуляция окислительного фосфорилирования
Регуляция окислительного фосфорилирования
Дыхательный контроль
Дыхательный контроль
Внутрення митохондриальная мембрана содержит белок-разъединения
Внутрення митохондриальная мембрана содержит белок-разъединения
Разъединители
Разъединители
Выход АТФ
Выход АТФ

Презентация: «Биологическое окисление». Автор: . Файл: «Биологическое окисление.ppt». Размер zip-архива: 4609 КБ.

Биологическое окисление

содержание презентации «Биологическое окисление.ppt»
СлайдТекст
1 Биологическое окисление

Биологическое окисление

Тканевое дыхание

2 Окислительное фосфорилирование создает условия для АТФ -

Окислительное фосфорилирование создает условия для АТФ -

универ-сальная форма энергии в живых организмах

3 Цикл трикарбоновых кислот доставляет НАДН и ФАДH2 к цепи транспорта

Цикл трикарбоновых кислот доставляет НАДН и ФАДH2 к цепи транспорта

электронов

Жирные кислоты

Глюкоза

Ацетил Co A

Аминокислоты

Пируват

4 НАДH и ФАДH2 – энергетически богатые молекулы потому что содержат пару

НАДH и ФАДH2 – энергетически богатые молекулы потому что содержат пару

электронов, которые имеют высокий трансферный потенциал

Коферменты НАДН и ФАДH2 образуются в матриксе при: (1) Окислительном декарбоксилировании пирувата в ацетил CoA (2) Аэробном окислении ацетил CoA в цикле трикарбоновых кислот (3) Окислении жирных кислот и аминокислот

5 Электроны НАДН или ФАДH2 используются для восстановления молекулярного

Электроны НАДН или ФАДH2 используются для восстановления молекулярного

кислорода к воде

Электроны от НАДН и ФАДH2 не транспортируются прямо к O2, а транспортируются через электронные переносчики.

6 Восстановленая

Восстановленая

?и окисленная формы НАД

7 Восстановленная

Восстановленная

?и окисленная формы ФАД

8 Транспорт электронов переносчиками приводит к выкачиванию протонов из

Транспорт электронов переносчиками приводит к выкачиванию протонов из

матрикса в межмембранное пространство

В результате перераспределе-ния протонов создается градиент pH и трансмембран-ный электрический потенциал, который создает протонную силу

9 Окислительное фосфорилирование - это процесс в котором АТФ образуется

Окислительное фосфорилирование - это процесс в котором АТФ образуется

в результате переноса электронов из НАДН или ФАДH2 к O2 электронными переносчиками.

АТФ синтезируется когда протоны проходят назад в матрикс через ферментный комплекс АТФ синтазу Окисление макромолекул и фосфорилирование АДФ сопряжены протонным градиентом на внутренней мембране митохондрий

10 Цепь тканевого дыхания

Цепь тканевого дыхания

Серия ферментных комплексов (переносчиков электронов), вмонтированных во внутреннюю митохондриальную мембрану, которые окисляют НАДH2 и ФАДH2 и транспортируют электроны к кислороду називается цепью тканевого дыхания.

Последовательность переносчиков электронов в цепи тканевого дыхания

11 Цепь тканевого дыхания состоит из 4 комплексов

Цепь тканевого дыхания состоит из 4 комплексов

I

II

III

IV

Компоненты электрон-транспортной цепи группируются во внутренней мембране митохондрий в дыхательные комплексы.

III

IV

II

I

12 Високоэнергетические электроны: редокс потенциалы и изменения

Високоэнергетические электроны: редокс потенциалы и изменения

свободной энергии.

При окислительном фосфорилировании электрон трансферный потенциал НАДН или ФАДH2 превращается в фосфорил трансферный потенциал АТФ. Фосфорил трансферний потенциал – это ?G°' (энергия освобождается при гидролизе фосфатного соединения). ?G°' для АТФ = -7.3 ккал/моль Электрон трансферный потенциал E'o, (также называется редокс потенциал, или окислительно-восстановительный потенциал).

13 Энергия при транспорте электронов освобождается не постоянно, а в

Энергия при транспорте электронов освобождается не постоянно, а в

определенном колличестве в каждом комплексе.

Энергия, выделенная в трех точках в цепи собирается в форме трансмембранного протонного градиента и используется для синтеза АТФ

14 Комплексы I-IV

Комплексы I-IV

Коферменты: убихинон (Q) и цитохром служат связывающим звеном между комплексами ЭТЦ Комплекс IV восстанавливает O2 к воде

15 Комплекс I (НАДH-убихинон оксидоредуктаза)

Комплекс I (НАДH-убихинон оксидоредуктаза)

Состоит из: - фермента НАДH дегидрогеназы (ФМН – прост. група) - Fe -S.

Транспорт двух электронов от НАДH к коэнзиму Q приводит к переносу 4 ионов Н из матрикса в межмембранное пространство

16 Комплекс II (сукцинат-убихинон оксидоредуктаза)

Комплекс II (сукцинат-убихинон оксидоредуктаза)

Переносит электроны от сукцината к Co Q. - фермент сукцинатдегидрогеназа Fe-S. Сукцинат восстанавливает ФАД к ФАДH2. Потом электроны проходят к Fe-S белкам, которые восстанавливают Q к QH2

Комплекс II не создает протонный градиент.

17 Все электроны должны пройти через убихинон (Q)

Все электроны должны пройти через убихинон (Q)

Убихинон Q: - жирорастворимая молекула, - наименьшая и наиболее гидрофобная из всех переносчиков, - дифундирует в рамках липидного бислоя, - принимает электроны от I и II комплексов и передает их на комплекс III.

18 Переносит электроны от убихинона к цитохрому c. Состоит из: цитохрома

Переносит электроны от убихинона к цитохрому c. Состоит из: цитохрома

b, Fe-S кластеров и цит. c1. Цитохромы – электрон-транспортные белки, которые содержат гем, как простетическую группу (Fe2+ ? Fe3+).

Комплекс III (убихинон-цитохром c оксидоредуктаза)

Окисление одного QH2 сопровождается транслокацией 4 H+ через внутреннюю мембрану митохондрий. Два H+ из матрикса и два от QH2

19 Комплекс IV (цитохром аа3 оксидаза)

Комплекс IV (цитохром аа3 оксидаза)

Переносит электроны с цитохрома c к O2. Состоит из: цитохромов a и a3. Катализирует 4-ох электронное восстановление молекулярного кислорода (O2) к воде (H2O): O2 + 4e- + 4H+ ? 2H2O

20 Реактивные формы кислорода и защита от них Если кислород принимает 4

Реактивные формы кислорода и защита от них Если кислород принимает 4

электроны – образуются две молекулы H2O один электрон - супероксид анион (O2.-) два электрона – пероксид (O22-). O2.-, O22- и, особенно, их реактивные продукти являются вредными для клеточных компонентов – реактивные формы кислорода или ROS. ЗАЩИТА Супероксиддисмутаза O2.- + O2.- + 2H+ = H2O2 + O2 каталаза H2O2 + H2O2 = O2 + 2 H2O Антиоксидантные витамины: витамин E и C

21 Хемиосмотическая теория

Хемиосмотическая теория

Предложена Питером Митчелом в 1960 (Нобелевская премия, 1978) Хемиосмотическая теория: транспорт электронов и синтез АТФ объеденены протонным градиентом через внутреннюю мембрану митохондрий

22 Необходима интактная митохондриальная мембрана Транспорт электронов

Необходима интактная митохондриальная мембрана Транспорт электронов

через ЭТЦ генерирует протонный градиент 3. AТФ синтаза катализирует фосфорилирование АДФ в реакции, которая обеспечивается прохождение Н+ через внутреннюю мембрану в матрикс

23 Искусственная система, демонстрирует хемиосмотичну теорию

Искусственная система, демонстрирует хемиосмотичну теорию

Синтетические везикулы содержат бактериородопсин и митохондриальную АТФ синтазу. Бактериородопсин – белок, который переносит протоны во время илюминации.

24 АТФ синтаза

АТФ синтаза

Две субъединицы Fo и F1 F1 содержит каталитические субъединицы, где АДФ и Фн связываются. F0 пронизывает мембрану и служит как протонный канал. Энергия, которая освобождаетсяться при “падении” протонов используется для синтеза АТФ.

25 Активный транспорт ATФ, AДФ и Pн через внутреннюю митохондриальную

Активный транспорт ATФ, AДФ и Pн через внутреннюю митохондриальную

мембрану

АТФ должен транспортироваться в цитозоль, а АДФ и Фн - в матрикс AДФ/ATФ переносчик меняет митохондриальное ATФ на цитозольное АДФ Фосфат (H2PO4-) транспортируется в матрикс за механизмом симпорта з H+. Переносчик фосфата снижает ?pH.

26 Регуляция окислительного фосфорилирования

Регуляция окислительного фосфорилирования

Сопряжение тканевого дихания с окислительным фосфорилированием

Транспорт электронов тесно связан с фосфорилированием. АТФ не может быть синтезирован путем окислительного фосфорилирования если нет энергии освобожденной при электронном транспорте. Электроны не проходят через электрон-транспортную цепь если АДФ не фосфорилируется к АТФ. Основные регуляторы: НАДН, O2, AДФ Внутримитохондриальное соотношение АТФ/АДФ является контрольным механизмом Высокое соотношение ингибирует так как АТФ аллостерически связывается с комлексом IV

27 Дыхательный контроль

Дыхательный контроль

Регуляция скорости окислительного фосфорилирования с помощью уровня АДФ называется дыхательным контролем

28 Внутрення митохондриальная мембрана содержит белок-разъединения

Внутрення митохондриальная мембрана содержит белок-разъединения

Белок-разъединения образует канал для перехода протонов из цитозоля в матрикс.

Разъединение тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования

29 Разъединители

Разъединители

Разъединителями являются жирорастворимые слабые кислоты Разъединители снижают протонный градиент транспортируя протоны через мембрану

2,4-Динитрофенол – эффективный разъединитель

30 Выход АТФ

Выход АТФ

12 протонов выкачиваются из матрикса во время транспорта двух электронов от НАДН к O2 (комплекс I, III и IV).

Перенос 3H+ необходим для синтеза одной молекулы АТФ АТФ-синтазой 1 H+ необходим для транспорта Фн. 4 H+ используется для каждой синтезированной АTФ Для НАДН: 3 АТФ Для ФАДН2: 2 ATФ

«Биологическое окисление»
http://900igr.net/prezentacija/biologija/biologicheskoe-okislenie-193016.html
cсылка на страницу
Урок

Биология

136 тем
Слайды
900igr.net > Презентации по биологии > Биосфера > Биологическое окисление