Oxidación biolóxica. Reaccións redox: Exemplos

Sen enerxía non pode existir un único ser vivo. Despois de todo, cada reacción química, calquera proceso esixe a súa presenza. Calquera pode facilmente entende-lo e sentín-lo. Se todo o día para comer alimentos, logo pola noite, e quizais máis cedo, aumento dos síntomas de fatiga comezar, debilidade, forza moi reducido.

Como, entón, camiño diferentes organismos se adaptaron para a produción de enerxía? Onde vén e cales procesos teñen lugar ao mesmo tempo dentro da gaiola? Probe entender este artigo.

Obtención de organismos de enerxía

Calquera que sexa a forma ningunha enerxía a ser consumida, a base sempre se atopan OVR (reaccións redox). Exemplos son diferentes. ecuación da fotosíntese, que se realiza de plantas verdes e algunhas bacterias - é tamén a OVR. Por suposto, o proceso será diferente dependendo do tipo de un ser vivo se entende.

Así, todos os animais - que heterotróficos. I.e. tales organismos que non son capaces de seu para formarse dentro preparado para outros compostos orgánicos ea súa escote liberan a enerxía de enlaces químicos.

As plantas, por outra banda, son o máis poderoso fabricante de materia orgánica no noso planeta. Eles realizar un proceso complexo e importante chamado fotosíntese, que é a formación de glicosa a partir de auga, dióxido de carbono baixo a influencia de substancias especiais - clorofila. Un subproduto e osíxeno, que é a fonte de vida para todos os seres vivos aeróbicos.

reaccións redox, exemplos das cales están ilustrados no proceso:

• 6CO ₂ + 6H ₂ O = clorofila = C ₆ H ₁₀ O ₆ + 6o _2;

ou

• dióxido de carbono + óxido de hidróxeno baixo a influencia do pigmento clorofila (reacción encima) + = osíxeno molecular monosacárido libre.

Ademais, hai tamén representantes da biomasa do planeta que son capaces de utilizar a enerxía de ligazóns químicas de compostos inorgánicos. Son chamados de quimiotrófico. Estes inclúen moitos tipos de bacterias. Por exemplo, os microorganismos son hidróxeno, a oxidación dun substrato de molécula no solo. O proceso ocorre segundo a fórmula: 2H ₂ 0 _{2 2} 0 = 2H.

A historia do desenvolvemento do coñecemento sobre a oxidación biolóxica

O proceso que é a base de enerxía, sábese hoxe. Esta oxidación biolóxica. Bioquímica como un estudo detallado dos detalles e mecanismos de etapas da acción que enigmas case desapareceu. Con todo, non foi sempre.

A primeira mención ao feito de que, dentro de seres vivos pasando por transformacións complexas, que son, por natureza, de reaccións químicas, había aproximadamente o século XVIII. Foi neste momento, Antuan Lavuaze, o famoso químico francés, volveu a súa atención sobre a forma semellante a oxidación biolóxica e combustión. Seguiu camiño exemplar cando a respiración de osíxeno absorbido e concluíu que ocorren dentro do corpo de procesos de oxidación, pero máis lento do que a do lado de fóra durante a combustión de substancias diferentes. Isto é, o oxidante - moléculas de osíxeno - están feitos reaccionar con compostos orgánicos e, en particular, con hidróxeno e carbono a partir deles, ea conversión completa, acompañada por descomposición dos compostos.

Con todo, aínda que esta suposición é esencialmente moi real, mantivo-se obscurecer moitas cousas. Por exemplo:

• procesos de tempo son similares, e as condicións de fluxo deben ser idénticas, pero a oxidación transcorre a unha temperatura baixa corpo;
• acción é acompañada por as enormes cantidades de liberación de enerxía térmica e formación de chama ten lugar;
• en seres vivos non menos que 75-80% da auga, pero non impide que "queima" nutrientes neles.

Para responder a todas estas preguntas e entender o que é realmente a oxidación biolóxica, precisaba máis que un ano.

Existen diferentes teorías que implicou a importancia do proceso de osíxeno e hidróxeno. O máis común e máis exitosos foron:

• A teoría de Bach, chamado peróxido;
• A teoría de Palladin, baseado nun concepto como "cromógenos".

Posteriormente, houbo moitos científicos en Rusia e outros países do mundo, que gradualmente fan adicións e cambios para o tema do que é a oxidación biolóxica. Bioquímica de hoxe, por mor do seu traballo, pode dicir-lle sobre cada un dos procesos de reacción. Entre os nomes máis famosos neste campo son as seguintes:

• Mitchell;
• SV Severin;
• Warburg;
• VA Belitser;
• Lehninger;
• VP Skulachev;
• Krebs;
• verde;
• V. A. Engelgardt;
• Kaylin e outros.

Tipos de oxidación biolóxica

Dous tipos básicos pódese distinguir do proceso que ter lugar en condicións diferentes. Así, o máis común en moitas especies de microorganismos e fungos forma a converter a comida resultante - a anaeróbia. Esta oxidación biolóxica, a cal é levada a cabo sen osíxeno e sen a implicación de calquera formato. Tales condicións son creados en lugares onde non hai acceso aire: subterráneas, en descomposición substratos, lodos, arxilas, pantanos e mesmo no espazo.

Este tipo de oxidación ten outro nome - glicólise. É tamén unha das etapas dun proceso máis complicado e lento, pero enerxeticamente ricos - converter a respiración aeróbia ou tecido. Este é o segundo tipo de proceso. Ocorre en todos os seres vivos-heterotróficos aeróbicos, que usan osíxeno para a respiración.

Así, estes tipos de oxidación biolóxica.

1. Glicólise, a vía anaeróbica. Non require a presenza de osíxeno e remata con diferentes formas de fermentación.
2. respiración dos tecidos (fosforilación oxidativa), ou do tipo aeróbico. Requírese a presenza obrigatoria de osíxeno molecular.

actores

Agora se consideran presenta directamente que contén a oxidación biolóxica. Definir os compostos básicos e as súas abreviaturas, que seguirá a usar.

1. Acetil-coenzima A (acetil-CoA) - condensación de ácido oxálico e ácido acético, coenzima, a cal está formada no primeiro paso do ciclo do ácido tricarboxilico.
2. ciclo de Krebs (ciclo do ácido cítrico, ácido tricarboxílico) - unha serie de transformacións redox complexos consecutivos que implica a liberación de enerxía, redución con hidróxeno, a formación de importantes produtos de baixo peso molecular. É o principal catalizar enlace e anabolismo.
3. NAD e NAD * H - encima Deshidrogenasa, dinucleótido adenina nicotinamida queda. A segunda fórmula - unha molécula cun hidróxeno conectado. NADP - fosfato nikotinamidadenindinukletid.
4. FAD e FAD * H - flavina adenina dinucleótido - Deshidrogenasa coenzima.
5. ATP - trifosfato de adenosina.
6. PVK - ácido pirúvico ou piruvato.
7. Succinato ou succínico, H ₃ PO ₄ - ácido fosfórico.
8. GTP - trifosfato de guanosina, unha clase de nucleótidos de purina.
9. Etc - da cadea de transporte de electróns.
10. Encimas de proceso: peroxidase, oxigenase, citocromo oxidase, Deshidrogenasa de flavina, coenzimas e outros compostos.

Todos estes compostos están directamente implicados no proceso de oxidación que ocorre no tecido (células) de organismos vivos.

A fase de oxidación biolóxica: Táboa

Estes son todos os procesos que acompañan a oxidación biolóxica inclúen osíxeno. Por suposto, non están completamente descritos, pero só na natureza, como a descrición detallada precisa un capítulo enteiro do libro. Todos os procesos bioquímicos dos organismos vivos é moi multifacetado e complexo.

proceso de reacción redox

reaccións redox, exemplos das cales están ilustrados procesos de oxidación de substrato descritas anteriormente son como segue.

1. Glicólise: monossacárido (glicosa) + 2NAD ⁺ = 2ADF 2PVK 2ATF + 4H + ⁺ _O2 + 2H + NADH.
2. A oxidación do piruvato: enzima = STC + dióxido de carbono + acetaldehido. A continuación, o seguinte paso: acetaldehido + coenzima A = acetil-CoA.
3. Unha pluralidade de transformacións secuenciais de ácido cítrico no ciclo de Krebs.

Estas reaccións redox exemplificados anterior, reflexionar a esencia dos procesos só en termos xerais. Sábese que os compostos en cuestión refírense a un ou macromoléculas tendo un esqueleto de carbono grande, para representar todo fórmula completa é só posible.

A saída de enerxía da respiración dos tecidos

Segundo a descrición anterior, está claro que para calcular a produción total de toda a enerxía da oxidación é doado.

1. Dúas moléculas de ATP da glicólise.
2. A oxidación do piruvato de 12 moléculas de ATP.
3. 22 conta molécula ao ciclo do ácido tricarboxilico.

Subtotal: oxidación biolóxica aeróbic total, en forma de un rendemento de enerxía igual a 36 moléculas de ATP. Significado bioxidao evidente. É esta enerxía utilizada por organismos para vivir e traballar a vivir, así como para quentar o seu corpo, movemento e outras cousas necesarias.

oxidación anaeróbica Substrato

O segundo tipo de oxidación biolóxica - a anaeróbia. Iso é o que se realiza en todo, pero o que impide certos tipos de microorganismos. El glicólise, e é aquí que as diferenzas son claramente vistos no futuro conversión de substancias entre o aeróbio e anaerobio.

fase de oxidación biolóxica deste xeito numerosos.

1. Glicólise, isto é, a oxidación de moléculas de glicosa en piruvato.
2. A fermentación, conducindo á rexeneración de ATP.

A fermentación pode ser de distintos tipos, dependendo do organismo, a súa posta en marcha.

fermentación láctica

Efectuada por bacterias do ácido láctico e algúns fungos. A esencia é restaurar o PVC para o ácido láctico. Este proceso é usado na industria para producir:

• produtos lácteos;
• legumes e froitas en conserva;
• silo para os animais.

Este tipo de fermentación é un dos máis utilizados en necesidades humanas.

fermentación alcohólica

persoas coñecidas desde os tempos máis antigos. A esencia do proceso é o de converter STC en dúas moléculas de etanol e dióxido de carbono dous. A través desta saída do produto, este tipo de fermentación usado para producir:

• pan;
• viño;
• cervexa;
• repostería e outras cousas.

Realizar o seu léveda cogumelo e microorganismos bacterianos.

fermentación do ácido butírico

Basta tipo estritamente específico de fermentación. bacterias transportadas do xénero Clostridium. A esencia consiste na conversión de piruvato en ácido butírico, revisando cheiros alimentarios e sabor a ranço.

Polo tanto reacción bioxidao de ir por este camiño, é practicamente utilizado na industria. Con todo, estas bacterias son alimentos auto-sementado e mal, diminuíndo a súa calidade.