ЦТК начинается с подготовительного этапа – окислительное декарбоксилирование ПВК до ацетил –КоА. ПВК является одним из рех конечных продуктов гидролиза при гликолизе – анаэробного процесса распада глюкозы. Ацетил – КоА – при окислении аминокислот и жирных кислот, т.е. не только углеводов. Таким образом, в качестве энергетического субстрата могут выступать все основные запасные вещества – углеводы, белки, жиры.
Наиболее важный процесс деградации жирных кислот – β – окисление, которое происходит в митохондриях. При этом жирные кислоты активируются в цитоплазме и присоединяются к ацетил – КоА, а затем с помощью транспортной системы попадают в митохондриальный матрикс, где разрушаются в β – окислении до ацетил –КоА, который в свою очередь полностью окисляется до СО2 в ЦТК.
Таким образом, β – окисление тесно связано с ЦТК и дыхательной цепью. Так при каждом цикле такого окисления образуется 1 молекула ФАДН2 и 1 молекула НАДН2. В дыхательной цепи ФАДН2 через КоА дает 2 молекулы АТФ, а НАДН2 – 3 молекулы АТФ. А весь цикл дает 5 молекул АТФ.
При β – окислении пальмитиновой кислоты происходит 7 циклов; в итоге 35 молекул АТФ.
8 молекул ацетил – КоА. Сгорая в ЦТК, каждая дает 12 молекул АТФ; в итоге 96 молекул АТФ.
Таким образом, при полном окислении: 35+96=131 молекула АТФ, но на активирование пальмитиновой кислоты ушла 1 молекула, поэтому 130 молекул АТФ.
130 АТФ*35,4= 4602 кДжмоль*Е
При сгорании пальмитиновой кислоты образуется 9797 кДж энергии.
η=4602/9797 * 100%=47%
47 % энергии идет на синтез АТФ, остальная часть энергии рассеивается в виде теплоты
30.Энергетическая сущность окислительного фосфорилирования. Коэффициент окислительного фосфорилирования.( Р/О)
Образующие на разных этапах окисления органических веществ НАДН2 и ФАДН2 поступают в дыхательную цепь , которая у бактерий находится в ЦПМ, а у эукариот в мембране митохондрий.В дыхательной цепи НАДН2 и ФАДН2 вновь окисляются до НАД+ и ФАД+ , а отщепившийся от них Н2 передаётся не менее через 5 переносчиков – и к концу цепи соединяется с молекулой О2 , ОБРАЗУЯ н2о. Переход Н2 по дыхательной цепи состоит из ряда ОВР. В результате некоторых ОВР выделяется достатоточно Е для образования АТФ и такой процесс носит название окислительного фосфорилирования.
В реакциях окислительного принимает участие специальный Еn- АТФсинтаза, который катализирует превращение АДФ в АТФ.
Коэффициент окислительного фосфорилирования( Р/О)- это мера эффективности окислительного фосфорилирования.выражающая число молей АТФ, образующихся из АДФ на 1 атом поглощенного О2. Для НАДН2 и субстратов (малат), которые окисляются НАДН-дегидрогеназами. Р/О=3. Для ФАДН2 , когда происходит превращение сукцината в фумарат в ЦТК
Р/О=2. Т.е. и от НАДН2 И ФАДН2 проходят через 3 или 2 участка сопряжения, соответственно. Т.е при переносе 1 пары от НАДН2 НА О2 образуется 3 АТФ, а от ФАДН2 -2 АТФ. Чтобы найти максимальное значение Р/О необходимо разделить количество , перенесенных из матрикса в межмембранное пространство митохондрий при восстановлении 1 атома О2 НА 3.(синтез 1 молекулы внутри митохондр. АТФ сопряжён с возвращением в матрикс 2-х Н+, а антипорт АТФ вн/ нар-1 Н+).