Образовање:Наука

Биолошка оксидација. Реакције редукције оксидације: примери

Без енергије, не постоји постојање било којег живог бића. На крају крајева, свака хемијска реакција, сваки процес захтева његово присуство. Свако лице је лако разумети и осећати га. Ако не једете цео дан, онда ћете вечером, а можда и раније, знатно смањити симптоме повећаног замора, летаргије и јачине.

Како су се различити организми прилагодили енергији? Одакле долази и који процеси се јављају унутар ћелије? Покушајмо да разумемо овај чланак.

Производња енергије по организмима

Без обзира на коју методу троши енергија, основа је увек ОБР (редокс реакције). Примери се могу дати другачије. Једначина фотосинтезе, коју спроводе зелене биљке и неке бактерије - такође је ОВР. Наравно, процеси ће се разликовати у зависности од врсте живота.

Дакле, све животиње су хетеротрофе. То јест, такви организми који нису у стању да самостално формирају готова органска једињења унутар себе за њихово даље раздвајање и ослобађање енергије хемијских веза.

Биљке, за разлику од њих, су најмоћнији произвођач органске материје на нашој планети. Они спроводе сложен и важан процес који се зове фотосинтеза, који се састоји у формирању глукозе из воде, угљен диоксида под дејством посебне супстанце - хлорофила. Нуспродукт је кисеоник, који је извор живота за сва аеробна жива бића.

Реакције редукције оксидације, примери који илуструју овај процес:

  • 6ЦО 2 + 6Х 2 О = хлорофил = Ц 6 Х 10 О 6 + 6 О 2 ;

Ор

  • Угљендиоксид + водоник оксид под утицајем хлорофилног пигмента (реакциони ензим) = моносахарид + без молекуларног кисеоника.

Постоје и представници биомасе планете који су у стању да користе енергију хемијских веза неорганских једињења. Зову се хемотропија. Укључују многе врсте бактерија. На пример, микроорганизми водоника који оксидују молекуле супстрата у тлу. Процес се одвија према формули: 2Х 2 + 0 2 = 2Х 2 0.

Историја развоја знања о биолошкој оксидацији

Процес који је у основи производња енергије је сада познат. Ово је биолошка оксидација. Биохемија је тако детаљно проучавала суптилности и механизме свих фаза деловања, да готово да нема остатака. Међутим, то није увек био случај.

Прво помињање чињенице да унутар живих бића постоје сложене трансформације, које су по природи хемијске реакције, настале око КСВИИИ вијека. У то време Антоине Лавоисиер, познати француски хемичар, обратио је пажњу на то како су биолошка оксидација и сагоревање слични. Пратио је приближни пут кисеоника апсорбован током дисања и дошао до закључка да се оксидациони процеси одвијају унутар тијела, само спорији од спољних када пале разне супстанце. То јест, молекули оксидатора-кисеоника-реагују са органским једињењима, посебно водоником и угљеником од њих, а потпуна трансформација се одвија, праћена разградњом једињења.

Међутим, иако је ова претпоставка инхерентно прилично стварна, многе ствари остају нејасне. На пример:

  • Када су процеси слични, онда услови њиховог тока морају бити идентични, али оксидација се јавља на ниској телесној температури;
  • Акција није праћена ослобађањем огромне количине топлотне енергије и не постоји формирање пламена;
  • У живим бићима не мање од 75-80% воде, али то не спречава "запаљење" хранљивих материја у њима.

Да би одговорили на сва ова питања и схватили шта је заправо биолошка оксидација, потребно је више од једне године.

Постојале су различите теорије које су имплицирале значај кисеоника и водоника у процесу. Најчешће и најуспешније су биле:

  • Бацхова теорија, која се зове пероксид;
  • Теорија Палладина, заснована на концепту попут "хромогена".

У будућности још увек је било много научника, како у Русији, тако иу другим земљама света, који су постепено уводили додатке и промене на питање шта је биолошка оксидација. Биокемија нашег времена, захваљујући својим радовима, може рећи о свакој реакцији овог процеса. Међу најпознатијим именима у овој области су:

  • Митцхелл;
  • СВ Северин;
  • Варбург;
  • ВА Белитсер;
  • Ленингер;
  • В. П. Скулачев;
  • Кребс;
  • Зелено;
  • В. А. Енгелхардт;
  • Кеилин и други.

Врсте биолошке оксидације

Постоје два главна типа процеса који се разматрају, који се јављају под различитим условима. Дакле, најчешћи начин за многе врсте микроорганизама и гљивица да трансформишу храну коју добијају је анаеробна. Ова биолошка оксидација, која се спроводи без приступа кисеонику и без учешћа у било којем облику. Слични услови се стварају тамо где нема приступа ваздуху: под земљом, у гњеченим подлогама, блатом, глине, мочвару, па чак иу простору.

Ова врста оксидације има још једно име - гликолиза. То је такође једна од фаза комплекснијег и дуготрајнијег, али енергетски богатог процеса - аеробне трансформације или респирације ткива. Ово је друга врста процеса који се разматра. То се јавља у свим аеробним живим бићима - хетеротрофима, који користе кисеоник за дисање.

Тако су врсте биолошке оксидације следеће.

  1. Гликолиза, анаеробни пут. Не захтева присуство кисеоника и завршава се различитим облицима ферментације.
  2. Дисање ткива (оксидативна фосфорилација) или аеробни изглед. Захтева присуство молекуларног кисеоника.

Учесници у процесу

Пређимо на разматрање самих особина које укључују биолошку оксидацију. Дефинишите главне везе и њихове скраћенице, које ћемо користити у будућности.

  1. Ацетилцоензим-А (ацетил-ЦоА) - кондензат оксалне киселине и сирћетне киселине са коензимом, формиран у првој фази циклуса трикарбоксилне киселине.
  2. Кребсов циклус (циклус лимунске киселине, трикарбоксилне киселине) је низ сложених узастопних редоксних трансформација, праћено ослобађањем енергије, смањењем водоника, формирањем важних нискомолекуларних производа. То је главна веза ката и анаболизма.
  3. НАД и НАД * Х је ензим дехидрогеназа, декодирајући као никотинамид аденин динуклеотид. Друга формула је молекула са везаним водоником. НАДП - никотинамид аденин динуцид-фосфат.
  4. ФАД и ФАД * Х - флавинаденидин динуклеотид - коензим дехидрогеназе.
  5. АТП - аденозин трифосфорна киселина.
  6. ПВК - пирувична киселина или пируват.
  7. Сукцинат или сукцинска киселина, Х 3 ПО 4 - фосфорна киселина.
  8. ГТП - гванозин трифосфат, класа пуринских нуклеотида.
  9. ЕТЦ је електронски транспортни ланац.
  10. Ензими процеса: пероксидаза, оксигеназа, цитокром оксидаза, флавин дехидрогеназе, различите коензиме и друга једињења.

Сва ова једињења су директни учесници у процесу оксидације који се јавља у ткивима (ћелијама) живих организама.

Фазе биолошке оксидације: табела

Сцена Процеси и значење
Гликолиза Суштина процеса је подијељеност моносахарида без кисеоника, која претходи процесу целуларног дисања и праћена је ослобађањем енергије једнаке двема молекулима АТП-а. Пируват се такође формира. Ово је почетна фаза за било који хетеротроф животног организма. Вриједност у формирању ПВК, која улази у кризе митохондрије и представља супстрат за оксидацију ткива помоћу кисеоника. Анаероби после гликолизе праћени су ферментацијом различитих врста.
Оксидација пирувате Овај процес се састоји у конверзији ПВК формираног током гликолизе у ацетил-ЦоА. Изводи се помоћу специјализованог ензимског комплекса пируват дехидрогеназе. Резултат су молекули цетил-ЦоА, који улазе у кребс циклус. У истом процесу, НАД се враћа на НАДХ. Локализација је цристае митохондрија.
Распад бета-масних киселина Овај процес се спроводи паралелно са претходним на кристалима митохондрија. Суштина је да се све масне киселине обрадјују у ацетил-ЦоА и ставити у циклус трицарбоксилних киселина. Ово такође враћа НАДХ.
Кребс циклус

Почиње са конверзијом ацетил-ЦоА у лимунску киселину, која се подвргава даљим трансформацијама. Једна од најважнијих фаза, која укључује биолошку оксидацију. Ова киселина подлеже:

  • Дехидрогенација;
  • Декарбоксилација;
  • Регенерација.

Сваки процес се обавља неколико пута. Резултат: ГТП, угљен диоксид, редукована форма НАДХ и ФАДХ 2 . У овом случају, ензими биолошке оксидације слободно се налазе у матрици митохондријалних честица.

Оксидативна фосфорилација

Ово је последња фаза трансформације једињења у еукариотским организмима. Ово доводи до конверзије аденозин дифосфата у АТП. Потребна енергија за ово се узима током оксидације тих молекула НАДХ и ФАДН 2 , који су формирани у претходним фазама. Сукцесивним прелазима кроз ЕТЦ и смањењем потенцијала, енергија се производи у макроергијским везама АТП-а.

То су сви процеси који прате биолошку оксидацију уз учешће кисеоника. Наравно, они нису у потпуности описани, али само у суштини, јер је за детаљно описивање потребно читаво поглавље књиге. Сви биокемијски процеси живих организама су изузетно вишеструки и сложени.

Реакције оксидације-редукције процеса

Реакције редукције оксидације, примери који илуструју горе описане процесе оксидације супстрата, су сљедећи.

  1. Гликолиза: моносахарид (глукоза) + 2АДД + + 2АДП = 2ПВК + 2АТП + 4Х + + 2Х2О + НАДХ.
  2. Оксидација пирувате: ПВК + ензим = угљен-диоксид + ацеталдехид. Затим следећи корак: ацеталдехид + коензим А = ацетил-ЦоА.
  3. Пуно секвенцијалних трансформација лимунске киселине у циклусу Кребс.

Ове реакције оксидационог редукције, примери који су наведени горе, одражавају суштину процеса који се јављају само у општем облику. Познато је да су поменута једињења висока молекулска тежина или имају велики угљенични скелет, тако да једноставно није могуће приказати све потпуне формуле.

Излазна снага ткивног дисања

Наведеним описима очигледно је да није тешко израчунати укупни принос свих оксидација енергијом.

  1. Два молекула АТП дају гликолизу.
  2. Оксидација пируват 12 молекула АТП.
  3. 22 молекула представља циклус трицарбоксилних киселина.

Резултат: потпуна биолошка оксидација дуж аеробне стазе даје енергетски принос једнак 36 молекула АТП-а. Значај биолошке оксидације је очигледан. То је енергија која животни организми користе за живот и функционисање, као и за загревање свог тијела, кретања и других неопходних ствари.

Анаеробна оксидација супстрата

Друга врста биолошке оксидације је анаеробна. То је оно које спроводе сви, али на који се заустављају микроорганизми одређених врста. Ова гликолиза, и са њим се јасно разликују разлике у даљој трансформацији супстанци између аеробуса и анаеробуса.

Фазе биолошке оксидације на овом путу су мало.

  1. Гликолиза, односно оксидација молекула глукозе на пируват.
  2. Ферментација, што доводи до регенерације АТП.

Ферментација може бити различитих врста, у зависности од организама које га спроводе.

Лацтиц ферментатион

Изводи га млечна киселина, као и неке гљивице. Суштина је враћање ПВК у млечну киселину. Овај процес се користи у индустрији за производњу:

  • Ферментисани млечни производи;
  • Кисело поврће и воће;
  • Силос за животиње.

Ова врста ферментације је једна од најкориснијих у људским потребама.

Алкохолна ферментација

Познато је људима од давних времена. Суштина процеса је претварање ПВЦ у два молекула етанола и два угљендиоксида. Због овог излаза производа, ова врста ферментације се користи за производњу:

  • Хлеб;
  • Вино;
  • Пиво;
  • Кондитори и остало.

Његове гљивице су квасац и микроорганизми бактеријске природе.

Масна ферментација

Довољно је уско специфична врста ферментације. Изводи се од бактерија рода Цлостридиум. Суштина је претварање пирувата у бутирску киселину, што даје храну лоши мирис и жесток укус.

Због тога реакције биолошке оксидације које пролазе кроз такав пут практично се не користе у индустрији. Међутим, ове бактерије самозапосле хране и штете, смањивши њихов квалитет.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 sr.delachieve.com. Theme powered by WordPress.