Цикл Кребса і акцептори водню

У цей цикл входить близько 10 послідовних реакцій, в результаті яких отщепляются все атоми водню, спочатку належали глюкози, і виділяється енергія, укладена в розриваються зв’язки. Ферменти, які здійснюють гліколіз, знаходяться в цитоплазмі, але для «включення» в цикл Кребса пировиноградная кислота повинна проникнути в мітохондрії, де протікають гликолитические реакції, які не встигли завершитися в цитоплазмі. Складна складчатая структура внутрішньої мембрани мітохондрій забезпечує впорядковане розташування ферментних систем. Хімічна речовина переходить від одного ферменту до іншого, як на конвеєрі, причому кожен фермент вносить свій вклад в процес послідовного розпаду.

Процес відщеплення водню як в ході гліколізу, так і в циклі Кребса носить назву дегидрогенизации, а ферменти, що здійснюють цей процес, називаються дегідрогеназ. Реакції дегидрогенизации вимагають обов’язкової участі акцептора водню, бо газоподібний водень усередині клітини перебувати не може.

Акцептори водню. Кінцевим акцептором водню служить кисень, і саме тому кисень необхідний для аеробного дихання. Швидка взаємодія кисню і водню супроводжується миттєвим вибухоподібним виділенням великої кількості енергії. Дійсно, якщо ці гази змішати в колбі і викликати реакцію, пропустивши через колбу електричну іскру, то станеться потужний вибух, від якого колба розлетиться на друзки. Якби подібний процес відбувся в клітці, це призвело б до її руйнування; тому в живих організмах водень поступово переходить від одного акцептора до іншого, і на кожному етапі звільняється тільки частину пов’язаної енергії. Таким чином, в клітці відбувається поступове і контрольоване звільнення енергії.

Першим акцептором звільнився водню служить тріфосфопірідіннуклеотіда, ТПН, або, як тепер позначають, НАДФ (нікотінаміддінуклеотідфосфат) 1. Цей акцептор утворюється всередині клітини з вітаміну групи В, ніацину. При нестачі в їжі ніацину порушуються процеси звільнення енергії всередині клітини; при повній відсутності цього вітаміну організм гине. Від першого акцептора водень переходить на флавопротеид, який також є похідним одного з вітамінів групи В, рибофлавіну. Флавопротеиди передають водень на червоні залізовмісні пігменти, звані цитохромами. З цитохромов водень вже переходить безпосередньо на кисень, утворюючи воду. До цього моменту запас зв’язаної енергії значно зменшується, і реакція утворення води протікає абсолютно спокійно.

Енергія, що звільняється невеликими порціями в процесі перенесення водню, використовується для приєднання до АДФ додаткової фосфатної групи, в результаті чого утворюється АТФ. До цієї кількості АТФ треба додати ще дві молекули АТФ, що утворилися в процесі гліколізу, так що все при окисленні однієї молекули глюкози синтезується 38 молекул АТФ. АТФ використовується в різних процесах, що відбуваються всередині клітини зі споживанням енергії.

...
ПОДІЛИТИСЯ: