рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Энергетика
/
Анаболических (эндергонических) реакций.

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Анаболических (эндергонических) реакций.

Анаболических (эндергонических) реакций. - раздел Энергетика, Общие представления об обмене: катаболизм и анаболизм Свободную Энергию (G) ПРи Стандартных Условиях Обозначают Ка...

Свободную энергию (G) при стандартных условиях обозначают как ΔG⁰'. Изменение стандартной свободной энергии (ΔG0') можно вычислить, зная константу равновесия (K'eq) химической реакции.

Соотношение между величинами К'_eq и ΔG^0' и направлением химических реакций:

K'_eq	ΔG⁰'	Направление реакции при исходных концентрациях компонентов 1 М
>1,0	Отрицательно	Слева направо
1,0	Равно нулю	Состояние равновесия
<1,0	Положительно	Справа налево

В биоэнергетике живых организмов имеют значение 2 основных момента:

- химическая энергия запасается путем образования АТФ, сопряженного с экзергоническими катаболическими реакциями окисления органических субстратов,

- химическая энергия утилизируется путем расщепления АТФ, сопряженного с эндергоническими реакциями анаболизма и другими процессами, требующими затраты энергии.

В биологических системах термодинамически невыгодные (эндергонические) реакции могут протекать лишь за счёт энергии экзергонических реакций. Такие реакции называют энергетически сопряжёнными. Многие из этих реакций происходят при участии аденозинтрифосфата (АТФ), играющего роль сопрягающего фактора.

Энергетика сопряжённых реакций на примере фосфорилирования глюкозы.

Реакция фосфорилирования глюкозы свободным фосфатом с образованием глюкозо-6-фосфата является эндергонической:

(1) Глюкоза + Н₃РО₄ → Глюкозо-6-фосфат + Н₂О (ΔG = +13,8 кДж/моль).

Для протекания такой реакции в сторону образования глюкозо-6-фосфата необходимо её сопряжение с другой реакцией, величина свободной энергии которой больше, чем требуется для фосфорилирования глюкозы.

(2) АТФ → АДФ + Н₃РО₄(ΔG = -30,5 кДж/моль).

При сопряжении процессов (1) и (2) в реакции, катализируемой гексокиназой, фосфорилирование глюкозы легко протекает в физиологических условиях; равновесие реакции сильно сдвинуто вправо, и она практически необратима:

(3) Глюкоза + АТФ → Глюкозо-6-фосфат + АДФ (ΔG = -16,7 кДж/моль).

В живых организмах существует целая группа органических фосфатов, гидролиз которых приводит к освобождению большого количества свободной энергии. Такие соединения называют высокоэнергетическими фосфатами или макроэргическими соединениями.

Свободная энергия гидролиза некоторых органических фосфатов:

Соединение	Продукты реакции	- ΔG⁰' , ккал/моль	- ΔG⁰', кДж/моль
Фосфоенолпируват	Пируват + Н₃РО₄	14,8	61,86
1 ,3-Бисфосфоглицерат	3-фосфоглицерат + Н₃РО₄	13,0	54,34
Карбамоилфосфат	Карбамат + Н₃РО₄	12,0	51,83
Креатинфосфат	Креатин + Н₃РО₄	10,3	43,05
Ацетилфосфат	Уксусная кислота + Н₃РО₄	10,3	43,05
АТФ	АДФ + Н₃РО₄	7,3	30,51
АДФ	АМФ + Н₃РО₄	6,6	27,59
Дифосфат(Н₄Р₂О₇)	2 Н₃Р0₄	6,6	27,59
Глюкозо- 1 -фосфат	Глюкоза + Н₃РО₄	5,0	20,90
Фруктозо-6-фосфат	Фруктоза + Н₃РО₄	3,8	15,88
Глюкозо-6-фосфат	Глюкоза + Н₃РО₄	3,3	13,79
Глицеролфосфат	Глицерин + Н₃РО₄	2,2	8,36

Соединения, расположенные ниже АТФ, составляют группу низкоэнергетических фосфатов. Центральное место среди соединений занимает АТФ. В молекуле АТФ две высокоэнергетические (макроэргические) связи β и γ, они обозначены на рисунке знаком ~ (тильда).

АТФ - главный, непосредственно используемый донор свободной энергии в биологических системах. В клетке молекула АТФ расходуется в течение одной минуты после её образования. У человека количество АТФ, равное массе тела, образуется и разрушается каждые 24 ч.

Использование АТФ как источника энергии возможно только при условии непрерывного синтеза АТФ из АДФ за счёт энергии окисления органических соединений. Цикл АТФ-АДФ - основной механизм обмена энергии в биологических системах, а АТФ - универсальная "энергетическая валюта":

Некоторые анаболические реакции осуществляются с участием других нуклео-зидтрифосфатов. К ним относятся

гуанозинтрифосфат (ГТФ) - участвует в рибосомальном синтезе белка, уридинтрифосфат (УТФ) - участвует в синтезе гликогена,

цитидинтрифосфат (ЦТФ) - участвует в синтезе мембранных липидов.

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Общие представления об обмене: катаболизм и анаболизм

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ... Общие представления об обмене катаболизм и... Общие представления о биоэнергетике...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Анаболических (эндергонических) реакций.

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Современные представления о тканевом дыхании.
Живые организмы находятся в постоянной и неразрывной связи с окружающей средой. Эта связь осуществляется в процессе обмена веществ. Обмен веществ включает 3 этапа: - поступление веществ в

Таким образом, обмен веществ тесно связан с обменом энергии.
Биоэнергетика — раздел биохимии, который изучает биохимические механизмы, приводящие к генерации различных форм биологической энергии. Каждое органическое соедине

Окислительно-восстановительные реакции. Окислительно-восстановительный потенциал.
Под окислением понимают отщепление электронов, а под восстановлением - присоединение электронов. Окисление донора электронов всегда сопровождается восстановлением акцептора электронов. Этот

Биологическое окисление.
В зависимости от вида использования энергии все организмы делятся на фототрофы (используют солнечную энергию непосредственно, это растения) и хемотр

Н-S-H -2H ------ S (где S - субстрат)
2. Присоединение к веществу кислорода (одного атома или двух): S + O ------SO SO2 (где S - субстрат) Окисление органических ве

Окислительное декарбоксилирование пирувата
Окислительное декарбоксилирование пирувата происходит в матриксе митохондрий. Транспорт пирувата в митохондриальный матрикс через внутреннюю мембрану митохондрий осуществляется при участии специаль

Строение пируватдегидрогеназного комплекса
Процесс окислительного декарбоксилирования пирувата катализирует сложноорганизованный пируватдегидрогеназный комплекс, состоящий из 3 ферментов: - пируватдекарбокс

Пируватдегидрогеназный комплекс (ПДК) млекопитающих
Фермент Число мономеров Кофермент Витамин 1. Пируватдекарбоксилаза (пируватдегидрогеназа)

Окислительное декарбоксилирование пирувата
Превращение пирувата в ацетил-КоА Стадия I. Реакция декарбоксилирования пирувата. Значение декарбоксилирования пирувата в отношении извлечения энергии из молекул

Регуляция пируватдегидрогеназного комплекса
Регуляция пируватдегидрогеназного комплекса (ПДК) имеет важное значение для обеспечения цикла трикарбоновых кислот "топливными" молекулами ацетил-КоА. Точная регуляция этого комплекса име

Окислительное фосфорилирование
Окислительное фосфорилирование – это многоэтапный процесс, происходящий во внутренней мембране митохондрий и заключающийся в окислении восстановленных эквивалентов

Принцип работы дыхательной цепи
В целом работа дыхательной цепи заключается в следующем: 1. Образующиеся в реакциях катаболизма НАДН и ФАДН2 передают атомы водорода (т.е. протоны водорода и электроны) на ферме

Переносчики электронов
1. Цитохромы с1, c, a, a3 (простетическая группа – гем) располагаются в различных участках дыхательной цепи, цитохром с – подвижный водорастворимый белок, перемещается

Комплекс. ФАД-зависимые дегидрогеназы
Данный комплекс как таковой не существует, его выделение условно. Он включает в себя ФАД-зависимые ферменты, расположенные на внутренней мембране – например, ацил-SКоА-деги

Комплекс. Цитохром с- оксидаза
В этом комплексе находятся цитохромы а и а3, в комплексе также имеется 2 иона меди. 1. c----------2e---------aa3 (Сu+ <-> Сu

Комплекс. Протон-транспортирующая АТФ-синтаза
Пятый комплекс – это ферментАТФ-синтаза, состоящий из множества белковых цепей, подразделенных на две большие группы: одна группа формирует субъединицу F

Механизм окислительного фосфорилирования
На основании строения и функций компонентов дыхательной цепи предложен механизм окислительного фосфорилирования: 1. Ферменты дыхательной цепи расположены в строго определенной посл

Строение дыхательной цепи и механизм окислительного фосфорилирования
3. Здесь атомы водорода (от НАДН и ФАДН2) передают свои электроныв дыхательную ферментативную цепь, по которой электроны движутся (50-200 шт/сек) к своему конечному акце

Структурная организация цепи переноса электронов
Электроны, мигрирующие по дыхательной цепи, движутся по сложным траекториям. Особенность их движения состоит в петлеобразных движениях в пределах каждого из ферментативных комплексов дыхательной ц

Строение АТФ-синтазы и синтез АТФ
АТФ-синтаза (Н+-АТФ-аза) - интегральный белок внутренней мембраны митохондрий. Он расположен в непосредственной близости к дыхательной цепи. АТФ-синтаза состоит из 2 белковых комплексов,

Дыхательный контроль
Работа дыхательных ферментов регулируется с помощью эффекта, который получил название дыхательный контроль. Дыхательный контроль – это прямое влияние элек

Микросомальное окисление
Окисление может происходить не только в митохондриях, но и в микросомах и пероксисомах.В этих структурах тоже имеются цепи транспорта электронов (т.е. процесс окисления),