Кисневе окислення, або дихання

Полягає в повному розщеплюванні піровиноградної кислоти, відбувається в мітохондріях і при обов’язковій присутності кисню.

Піровиноградна кислота транспортується в мітохондрії (будову і функції мітохондрій-лекція № 7). Тут відбувається дегидрирование (відщеплення водню) і декарбоксилювання (відщеплення вуглекислого газу) ПВК з утворенням двухуглеродний ацетильной групи, яка вступає в цикл реакцій, що одержали назву реакцій циклу Кребса. Йде подальше окислення, пов’язане з дегидрированием і декарбоксилюванням. У результаті на кожну зруйновану молекулу ПВК з мітохондрії видаляється три молекули СО2; утворюється п’ять пар атомів водню, пов’язаних з переносниками (4НАД • Н2, ФАД • Н2), а також одна молекула АТФ.

кисневе окислення
Сумарна реакція гліколізу і руйнування ПВК в мітохондріях до водню і вуглекислого газу виглядає наступним чином:

С6Н12О6 + 6Н2О ? 6СО2 + 4АТФ + 12Н2.
Дві молекули АТФ утворюються в результаті гліколізу, дві-в циклі Кребса; дві пари атомів водню (2НАДЧН2) утворилися в результаті гліколізу, десять пар-в циклі Кребса.

Останнім етапом є окислення пар атомів водню за участю кисню до води з одночасним фосфорилированием АДФ до АТФ. Водень передається трьом великим ферментним комплексам (флавопротеїни, коферменти Q, цитохроми) дихального ланцюга, розташованим у внутрішній мембрані мітохондрій. У водню відбираються електрони, які в матриксі мітохондрій в кінцевому підсумку з’єднуються з киснем :

О2 + e-? О2-.
Протони закачуються в межмембранное простір мітохондрій, в « протонний резервуар ». Внутрішня мембрана непроникна для іонів водню, з одного боку вона заряджається негативно (за рахунок О2-), з іншого-позитивно (за рахунок Н +). Коли різниця потенціалів на внутрішній мембрані досягає 200 мВ, протони проходять через канал ферменту АТФ-синтетази, утворюється АТФ, а цитохромоксидаза каталізує відновлення кисню до води. Так в результаті окислення дванадцяти пар атомів водню утворюється 34 молекули АТФ.

При перфорації внутрішніх мітохондріальних мембран окислення НАД • Н2 триває, але АТФ-синтетазу не працює і утворення АТФ у дихальному ланцюзі не відбувається, енергія розсіюється у формі тепла (клітини « бурого жиру » ссавців).

Сумарна реакція розщеплення глюкози до вуглекислого газу і води виглядає наступним чином:

С6Н12О6 + 6О2 ? 6СО2 + 6Н2О + 38АТФ + Qт.

Посилання на основну публікацію