Biologik oksidlanishning asosiy bosqichlari. Biologik oksidlanish

Erkin oksidlanish ATP sintezi bilan bog'liq emas. Bu holda chiqarilgan energiya issiqlik shaklida tarqaladi. ATP hosil bo'lishi bilan oksidlanishni birlashtirishning klassik namunasi bu harakatdir 2,4-dinitrofenol (DNP)... Ushbu birikma tana vaznini kamaytirish uchun ishlatilgan. U hujayra membranalarining proton o'tkazuvchanligini keskin oshiradi, oksidlovchi fosforillanishni birlashtiradi va hujayra tomonidan ATPni etarli darajada sintez qilish natijasida og'ir degenerativ jarayonlarning rivojlanishiga olib keladi.
Oksidlanishning fosforillanish bilan qisman birlashishi ko'plab kasalliklarda kuzatiladi, chunki mitoxondriya atrof muhitning noqulay omillari ta'sirida eng sezgir hujayra organoidlari hisoblanadi. Mitoxondriyal patologiya gipertireoz bilan rivojlanadi. Qalqonsimon bez tomonidan gormonlarning ortiqcha sekretsiyasi bilan mitoxondriya shishadi va parchalanadi, bu esa ATP hosil bo'lishining pasayishiga olib keladi. Shu bilan birga, oksidlanish jarayonlari kuchayadi, tana harorati me'yordan yuqori bo'ladi va yurak urishi tezlashadi.
Oksidlovchi fosforillanishni ajratish biologik foydali bo'lishi mumkin. Bu qish uyqusida yotadigan hayvonlarda, ba'zi yangi tug'ilgan hayvonlarda va sovuqqa moslashgan sutemizuvchilarda tana haroratini ushlab turish uchun issiqlik hosil qilish usuli. Ushbu termogenez jarayoni uchun jigarrang yog 'to'qimasi ixtisoslashgan bo'lib, u mitoxondriyaga juda boy. Yog 'kislotalari undagi biriktiruvchi vazifasini bajaradi, ularning chiqishi norepinefrin bilan tartibga solinadi. Shunday qilib, jigarrang yog 'to'qimalarida oksidlovchi fosforillanishning birlashish darajasi gormonal nazorat ostida. Ushbu to'qimadagi mitoxondriya ATP generatorlari yoki miniatyurali isitish pechlari sifatida ishlashi mumkin.
Jigar mikrosomalarida, P-450 sitoxromi ishtirokida ko'plab dorivor moddalar gidroksillanish bilan metabollanadi. Sitoxromni qaytaruvchi moddalar NADH (H +) va NADPH (H +):
Lek - H + O 2 + sitoxrom P-450 (Fe 2+) + 2H + ® Lek - OH + H 2 O + sitoxrom P-450
Mitoxondriyal sitoxrom P-450 - tarkibiga monooksigenaza tizimlari buyrak usti korteksida, moyaklarda, tuxumdonlarda va platsentada uchraydi. Ular xolesteroldan steroid gormonlar sintezida qatnashadilar. Jigarda xolesterin safro kislotalari biosintezi paytida 26-holatida gidroksillanadi.
BIOLOGIK OKSIDLANISH FUNKTSIYALARI
Quvvatlantirish manbai:
tana haroratini saqlab turish;
bioluminesans (porlash);
kimyoviy sintezlar;
osmotik hodisalar;
elektr jarayonlari;
mexanik ish.
Eng muhim (asosiy) metabolitlarning sintezi.
Metabolizmni tartibga solish.
Hujayra uchun zararli bo'lgan metabolizm mahsulotlarini (toksinlarni) yo'q qilish.
Organizmga kirgan begona birikmalarni zararsizlantirish - ksenobiotiklar (pestitsidlar, uy kimyoviy moddalari, dori vositalari, sanoat ifloslanishi va boshqalar).
BIOLOGIK OKSIDLANISH FERMENTLARI
Turli xil biologik oksidlanish reaktsiyalari ko'plab oksidoreduktaza fermentlari tomonidan tezlashadi, ular qoida tariqasida biologik membranalarga singib ketadi va ko'pincha yig'ilishlar shaklida bo'ladi.
Ular 5 guruhga bo'lingan:
Oksidazlar (vodorodni aktseptor sifatida faqat kisloroddan foydalanib, substratdan vodorodni olib tashlashni kataliz qiladi)
Aerobik dehidrogenazalar (oksidazlardan farqli o'laroq, ular nafaqat kisloroddan, balki vodorod akseptori sifatida sun'iy aktseptorlardan ham foydalanishlari mumkin).
Anaerob dehidrogenazalar (kislorodni vodorod akseptori sifatida ishlata olmaydi)
Ular ikkita asosiy funktsiyaga ega:
Vodorodni bir substratdan ikkinchisiga o'tkazish
Elektronlarni substratdan kislorodga etkazadigan nafas olish zanjiri komponenti
Gidroksiperoksidazalar (substrat sifatida vodorod peroksid yoki organik peroksidlar ishlatiladi)
Oksigenazlar (kislorodning substrat molekulasiga to'g'ridan-to'g'ri kiritilishini katalizlaydi)
BIOLOGIK OKSIDLANISH TURLARI
Biologik oksidlanishning 2 turi mavjud:
Erkin oksidlanish
ADP ning fosforillanishi bilan bog'liq bo'lmagan oksidlanish va oksidlanish jarayonida ajralib chiqadigan energiyani yuqori energiyali bog'lanishlar energiyasiga aylantirish bilan birga bo'lmaydi.
Erkin oksidlanish bilan ajralib chiqadigan energiya issiqlikka aylanadi va tarqaladi.
Ushbu turdagi biologik oksidlanish ikki usulda amalga oshiriladi:
substrat fosforillanish
oksidlovchi fosforillanish
ERKIN OKSIDLANISH
Organik birikmalarning tirik tabiatdagi erkin oksidlanish reaktsiyalari va ularni tezlashtiradigan ferment tizimlari xilma-xildir. Shu tarzda nafaqat ko'p sonli tabiiy va tabiiy bo'lmagan substratlar oksidlanadi, balki birlamchi va ikkilamchi dehidrogenazalar ta'sirida hosil bo'lgan reduktiv koenzimlar (NADH, NADPH, FAD · H2 va boshqalar) ham oksidlanadi.
Erkin oksidlanish reaktsiyalari sitosolda, har xil subcellular tuzilmalar membranalarida, hujayraning yadro apparatida sodir bo'ladi. Ularning asosiy yo'nalishi endoplazmik retikulum (EPS) membranalari.
EPS membranalari hujayralarni gomogenlashi va gomogenatning subcellular zarralarini fraktsiyalash mikrosomalarning bir qismini hosil qilganligi sababli, EPS membranalarida oksidlanish reaktsiyalari mikrosomal oksidlanish deb ataladi.
MIKROSOMAL NAFAS OLISH ZANJIRINING XUSUSIYATLARI
Elektronlarni tashish zanjirida fermentlar mavjud bo'lishiga qaramay, ushbu zanjirning istalgan nuqtasida ADP fosforillanish bilan konjugatsiya bo'lmaydi.
Uning tarkibiga kiritilgan b5 va P-450 sitoxromlarining tuzilishi va funktsional faolligining o'ziga xos xususiyati.
Mikrosomal zanjirlarning terminal oksidazasining kislorodga yuqori yaqinligi, bu esa kislorod uchun mitoxondriyal sitoxrom oksidaza bilan raqobatlashishga imkon beradi.
ERKIN OKSIDLANISH FERMENTLARI

Pirokatexaza (katekol: kislorod -1,2-oksidoreduktaza deziklizatsiyasi)

U faol markazda ikkita kuchli bog'langan Fe atomlarini o'z ichiga oladi, ular O. Xayishining fikriga ko'ra molekulyar kislorod bilan birikib, kislorod yanada faollashadi:
Fe2 + + O2 → Fe2 + O2 → Fe3 + O2–