Légzés - ez
A légzés a legfejlettebb formája az oxidációs folyamat, és leghatékonyabb módja az energia előállítására. Fő légúti előnye, hogy az energia a oxidálható anyag - a hordozót, amelyen a mikroorganizmus növekszik, használják nagyobb mértékben. Ezért, a folyamat a légzés feldolgozása sokkal kisebb szubsztrát szerezni egy bizonyos mennyiségű energiát, mint, például, amikor fermentálására.
A folyamat a légzés, hogy a szénhidrátok (vagy fehérjék, zsírok és más anyagok tartalék sejtek) elbomlanak, oxidáljuk légköri oxigén, a szén-dioxid és víz. A kapott energiát fordított a fenntartó a tevékenységet organizmusok növekedését és szaporodását. Baktériumok miatt rendkívül kicsi a szervezet nem képes tárolni nagy mennyiségű tartalék anyagok. Ezért, ezeket elsősorban használják tápanyag vegyületek környezetben.
Általában a levegőt leírható a következő egyenlet szerint:
Erre egyszerű képlet elrejti bonyolult láncolata kémiai reakciók, amelyek mindegyike katalizálja egy specifikus enzim.
Enzimatikus reakciók előforduló a folyamat a légzés, már jól ismert. A reakcióvázlat általános volt, t. E., Elvileg, az azonos az állatok, növények és sok mikroorganizmusok, beleértve a baktériumokat. légzési folyamat során a glükóz oxidációja áll az alábbi fő lépéseket (ábra. 10).
Először is, a kialakulását glükóz-foszfát-észterek - monofoszfát, difoszfát majd. A foszforsavat által átadott bizonyos enzimek (transzferázok): adenozin-trifoszfát (ATP) - olyan anyag, amelynek a foszforsav maradék három csatlakoztatott energiájú kötések. (On összekötő töltött foszforsav 3,4-10 / 4 J energia per 1 gramm-molekula tehát úgynevezett kapcsolat alakult macroergic ..) A biológiai jelentősége az első foszforilációs reakciók közé aktiváló glükóz - a glükóz csatlakozás foszfor teszi, hogy több reakcióképes labilis meghatározza, a lehetőséget a további felosztása a glükóz.
Az aktivált difoszfát glükóz formájában további két részre trióz-foszfát (három-szén vegyületek): phosphoglyceraldehyde dioksiatsetonfosfat és amely reverzibilisen átalakíthatók egymást.
Továbbá, a csere belép phosphoglyceraldehyde, oxidálódik, az difosfoglitserinovuyu sav. E folyamat a hasítása a hidrogénatomok a oxidált szubsztrátum és hidrogén-transzfer segítségével adott oxidációs enzimek atmoszferikus oxigén (lásd. Ábra. 10, 11).
Hidrogén phosphoglyceraldehyde csatlakozik enzim - nikotinamiddinukleotidu (NAD); ahol az aldehid oxidáljuk sav és energia szabadul fel. Része ez az energia fordított ATP képződése; ahol a foszforsav kapcsolódik adenozindifosfatu- ADP. A hidrolízis energiát ATP felszabadul, és el lehet tölteni különböző folyamatok és a fehérjeszintézist, szükséges egyéb sejteket.
Foszfoglicerinsav oxidáljuk piroszőlősavvá. Ebben az esetben is képezi ATP, t. E. A tárolt energia.
Ezzel befejeződött az első - anaerob - lépésre folyamat légzés, amely az úgynevezett glükolízis vagy ahogy Embden - Meyerhoffal - Parnas. Megvalósítása ezek a reakciók oxigén nem szükséges. A kapott piroszőlősav (SN3SOSOON) egy érdekes és fontos vegyület. Módjai hasító glükóz légzés során és sok fermentációt, amíg a kialakulását piroszőlősav, pontosan ugyanaz, amit először alakult magyar biokémikus S. P. Kostychevym. A piroszőlősav a központi pont, ahonnan a pályák eltérülnek légzés és a fermentációs, ahol elkezdjük a folyamatot jellemző egy lánc enzimes reakciók - lánc-specifikus kémiai reakciók (11. ábra).
A légzés során piroszőlősav belép a trikarbonsav ciklus (12.). Ez egy komplex ciklus reakciók, így a formáció szerves savak 4, 5 vagy 6 szénatomos (almasav, tejsav, fumársav, a-keto-glutársav és a citromsav) és osztott ki a szén-dioxid.
Először piroszőlősav tartalmazó három szénatomot tartalmaznak, hasítjuk CO2 - ecetsav képződik, ami egy koenzim-A formákban a hatóanyagot - acetil koenzim továbbítja az ecetsav-maradék (acetil), hogy oxál-ecetsav (4 szénatomos), és a citromsav képződik (6 szénatomos). Citromsav megy át, transzformációk kapott CO2 szabadul fel és öt-szén vegyületet - a-ketoglutársav. Attól is, hasított CO2 (harmadik molekula szén-dioxid) és az előállított borostyánkősav (4 szénatomos), amelyet azután alakítjuk fumársav, almasav és végül oxálecetsavat. Ebben a körben zárt. Oxálecetsavat lehet újra be a ciklust.
Így, a hurok belép a három szénatomot piroszőlősav, valamint során a transzformációk állni 3 C02 molekula.
Hidrogén piroszőlősav során felszabadult dehidrogénezési aerob körülmények között, nem marad szabadon - az belép a légzési lánc (valamint a hidrogén-gliceraldehid, elviszik azt átalakítani egy glicerinsav). Ez - a lánc oxidatív enzimek.
Enzimek, hogy először feltételezzük, a hidrogén az oxidálható szubsztrátumot, az úgynevezett primer dehidrogenázok.
Ez áll a di- vagy tripiridin nukleotid: NAD vagy NADP és egy specifikus fehérje. Mechanizmusa hidrogén hozzáadásával - azonos:
Oxidálószerek - H2 + NAD -> oxidált anyag NAD + H2
A hidrogén előállított degidrogenaeoy, azután a következő enzimrendszer - flavin enzim (FMN vagy FAD).
Tól flavin enzimek elektron belép natsitohromy - vas proteid (komplex fehérjék). A lánc a citokróm nem hidrogénatom továbbított, de csak elektronokat. Tehát van egy változás a vegyértéke vas:
A végső légzőszervi reakciót - a csatlakozását egy proton és egy elektron, hogy az oxigén a levegőben, és a víz az oktatás. Mielőtt azonban aktiválása oxigén molekulák által az enzim citokróm-oxidáz. Az aktiválás csökken az oxigén, hogy szerez egy negatív töltés miatt elektron kötődés oxidálható anyagok. Ahhoz, hogy az aktivált oxigén csatlakozik hidrogénatom (proton) alkotnak a víz.
Szintén az említett áramkör elektron és a hidrogén-hordozók ismertek, és mások. Ez az eljárás sokkal bonyolultabb, mint vázolt rendszer.
A biológiai jelentőségére átalakítások oxidációja a tápanyagok és az energia oktatás. Az oxidációs cukor molekulák (glükóz) a ATP tárolt 12,6- 10,5 joule energiát, a molekulában tartalmaz cukrot 28,6-10 / 5 joule ezért hasznosak használunk 44% -os energia. Ez egy nagyon nagy hatékonyságú, összehasonlítva a. N. G. modern gépek.
A légzés során keletkezett hatalmas mennyiségű energiát. Ha az egészet fel kell szabadítani egyszerre, akkor a sejt megszűnne létezni. De ez nem történik meg, mert az energia szabadul ne egyszerre, hanem lépésről lépésre, kis adagokban. Izolálása kis dózisú energiát annak a ténynek köszönhető, hogy a levegőt egy többlépéses folyamat, amelyben az egyes szakaszaiban a kialakulását a különböző intermedierek (amelyek különböző hosszúságú szénláncot), és az energia szabadul. A felszabaduló energiát fordítunk a hő, és tárolni egy univerzális energia vegyületek - ATP. Való hasítás után az ATP energia felhasználható bármely folyamatok fenntartásához szükséges test létfontosságú funkcióit: a szintézis a különböző szerves anyagok, mechanikai munkát, karbantartása ozmózisnyomás protoplazma, stb ...
A légzés egy olyan folyamat, amely az energia, de a biológiai jelentősége nem korlátozódik erre. Ennek eredményeként a kémiai reakciók kísérő légzés, nagyszámú intermedier vegyületek. Ezek közül a vegyületek, amelyek különböző számú szénatommal lehet szintetizálni a különböző anyag sejtek: aminosavak, zsírsavak, zsírok, fehérjék és vitaminok.
Ezért, a csere meghatározza a fennmaradó szénhidrát cserék anyagok (fehérjék, lipidek). Ez a nagy érték.
A folyamat a légzés, a kémiai reakció egyik meglepő tulajdonságait mikrobák - a képesség, hogy látható fényt bocsátanak ki - luminesce.
Köztudott, hogy a számos élő szervezetek, köztük baktériumok, látható fényt bocsátanak ki. A lumineszcencia mikroorganizmusok által okozott már évszázadok óta ismert. A felhalmozódás lumineszcens baktériumok szimbiotikus kapcsolat kis tengeri állatok, ami néha az emisszió a tenger; A lumineszcencia is találkozott során a baktérium sejtek növekedését gátolja a hús- és t. d.
A fő összetevői közötti kölcsönhatás, amely ahhoz vezet, hogy a fénykibocsátás csökken formái PSK vagy NAD, molekuláris oxigén, az enzim és az oxidálható szerves vegyület lyutsiferaea - luciferin. Feltételezzük, hogy a redukált NAD és FMN reagálnak luciferáz, luciferin és oxigén, ami az elektronok bizonyos molekulák izgatott, és ezeket az elektronokat vissza az alapállapotba kíséri a fénykibocsátás. Lumineszcenciát mikrobák tekinthető „pazarló folyamat”, mert ez csökkenti az energiahatékonyságot légzést.