47. Использование в качестве дыхательных субстратов жиров и белков. Взаимосвязь превращения углеводов, белков и жиров.

качестве основного субстрата дыхания растения используют углеводы, причем в первую очередь окисляются свободные сахара. При их недостатке могут быть использованы полисахариды, белки, жиры после их гидролиза. Поли- и дисахариды гидролизуются до моносахаридов, белки - до аминокислот, жиры - до глицерина и жирных кислот.

Использование жиров начинается с их гидролитического расщепления липахой до глицерина и жирных кислот, что происходит в сферосомах. Благодаря фосфорилированию и последующему окислению глицерин превращается в фосфотриозу – ФГА, который включается в основной путь обмена углеводов.

Жирные кислоты окисляются по механизму β-окисления, в результате которого от жирной кислоты последовательно отщепляются двууглеродные ацетильные остатки в форме ацетил-СоА. Данный процесс происходит в глиоксисомах, где, кроме того локализованы ферменты глиоксилатного цикла. Ацетил-СоА включается в реакции глиоксилатного цикла, конечный продукт которого – сукцинат – покидает глиоксисому и в митохондриях участвует в цикле Кребса (рис.). Синтезированный в ЦТК малат в цитоплазме при участии малатдегидрогеназы превращается в оксалоацетат, который с помощью ФЕП-карбоксилазы дает ФЕП. ФГА и ФЕП служат исходным материалом для синтеза глюкозы (а также фруктозы и сахарозы) в в обращенных реакциях гликолиза. Процесс образования глюкозы из неуглеводных предшественников получил название глюконеогенеза. . Экспериментально доказано, что по мере прорастания в семенах снижается содержание жиров и увеличивается – сахаров.

48. Митохондрии, их структура и функции

Митохондрии представляют собой двумембранный органоид эукариотической клетки, основное задание которого – окисление органических соединений, синтез молекул АТФ, с последующим применением энергии, образованной после их распада. То есть по сути митохондрии это энергетическая база клеток, говоря образным языком, именно митохондрии являются своего рода станциями, которые вырабатывают необходимую для клеток энергию.

Сами митохондрии также имеют разную форму и размеры, среди них встречаются округлые, вытянутые, спиральные и чашевидные представители. Чаще всего их форма округлая и вытянутая, с диаметром от одного микрометра и до 10 микрометров длинны.

Также митохондрии могут, как перемещаться по клетке (делают они это благодаря току цитоплазмы), так и неподвижно оставаться на месте. Перемещаются они всегда в те места, где наиболее требуется выработка энергии.

сновная функция митохондрий – снабжение клетки энергией, которая путем многочисленных ферментативных реакций извлекается из органических соединений. Некоторые подобные реакции идут с участием кислорода, а после других выделяется углекислый газ. И реакции эти происходят, как внутри самой митохондрии, то есть в ее матриксе, так и на кристах.

Если сказать иначе, то роль митохондрии в клетке заключается в активном участии в «клеточном дыхании», к которому относится множество химических реакций окисления органических веществ, переносов протонов водорода с последующим выделением энергии и т. д.

49. Электрон-транспортная цепь дыхания, характеристика ее компонентов

Компоненты дыхательной цепи представляют собой переносчики восстановительных эквивалентов, среди них присутствуют переносчики водорода и переносчики электронов. Причем их расположение в мембране строго опре делено: переносчики водорода чередуются с переносчиками электронов, и лучшие доноры электронов всегда предшествуют лучшим акцепторам.

Поскольку транспорт электронов и транспорт водорода являются сопряженными и эквивалентными процессами, дыхательную цепь можно рассматривать как цепь переноса электронов (электронтранспортную цепь). Ее основными компонентами служат флавопротеины, железосерные белки, хиноны и цитохромы.

Флавопротеины. Представляют собой ферменты, содержащие в качестве простетических групп FMN или FAD. Эти переносчики восстановительных эквивалентов охарактеризованы в главе 7. Следует подчеркнуть, что флавиновые кофакторы переносят водород и являются более сильными окислителями, чем NAD+.

Железосерные белки. Эти окислительно-восстановительные системы содержат атомы железа, связанные, с одной стороны, с серой аминокислотных остатков цистеина, а с другой — с неорганической сульфидной серой. Железосерные центры (рис. 12.1) можно рассматривать как простетические группы ферментов, имеющие, однако, структуру, отличную от гема. Поэтому железосерные белки называют еще белками с негемовым железом.