Energiaforrások az élő szervezetre, magas energiatartalmú vegyületek
Home | Rólunk | visszacsatolás
Minden élő organizmus két csoportra oszthatók aszerint, hogy, milyen kémiai formában kapnak szén a környezetet. Autotróf (a görög autók -. Maga trófea - étel) - etetés self - használható egyedüli szénforrás a szén-monoxid (IV) C02. amelyek képesek képezni annak minden szénvegyületek. Azáltal autotróf olyan növények, fotoszintetikus és chemosynthetic baktériumok. Process chemosynthesis, t. E. A szén-dioxid asszimilációja miatt felszabaduló energia oxidációja szervetlen vegyületek, fedezték SN Vinogradskii.
Heterotrófia (a görög geteros -. Egyéb Trophy - élelmiszer) előállított szén formájában kész, meglehetősen komplex szerves vegyületek (például szénhidrátok). Ez magában foglalja az állatokat, és a legtöbb mikroorganizmus. Minden heterotróf szervezetek asszimilálni kis mennyiségű szén-dioxid. Azonban, a szén-dioxid kötődik Karboxilezéssel már jelen van a sejtben-keto-karbonsav, T. E. heterotróf szervezetnek szüksége egy kész szerves vegyületek.
Az élő szervezetek által minősített energiaforrás. Egy nagy csoport fototróf közvetlen energiaforrás fény. Phototrophs használja napfény energiát alkotnak egy nagy energiájú vegyületek szolgálhat egyfajta akkumulátort. Ezek közé tartoznak a magasabb rendű növények, algák, fotoszintetizáló baktériumok.
Chemotroph mint energiaforrást használunk redox reakcióban. Chemotroph állatok, a legtöbb mikroorganizmus. Ez a módszer megszerzésének energia eredendő és nonphotosynthetic növényi sejtek. És phototrophs és chemotroph osztható csoportok attól függően, milyen anyagokat elektron donorok redox folyamatokat. A lithotrophs ezek szervetlen vegyületek is, organotrophs - szerves. Így a négy alapvető típusú organizmusok lehet azonosítani az energiától függően és az elektron donor forrásból (táblázat. 3.).
3. táblázat osztályozása élőlények függ a felhasznált energia és elektrondonoroktól.
Cell elektron akceptorok
Fotolitotrofy Fotoorganotroy hemolitotrofov Hemoorganotrofy
Világos Okislitelnovosstanovi-CIÓ reakció Okislitelnovosstanovi-CIÓ reakció
Szervetlen vegyületek (H2 O, H2 S, S) szerves vegyületek, szervetlen vegyületek (2 S, H2, S, Fe 2+. NH3) szerves vegyület (például glükóz)
Zöld magasabb rendű növények sejtjei, kék-zöld fodorosli, cianobaktérium, a legtöbb lila és zöld kén baktériumok. Lila nem kén baktériumok halobacteria thiobacteria, sulfatvostanavlivayuschie, hidrogén, vas, metán-és denitrifikáló baktériumokat. Minden magasabb rendű állat, a legtöbb baktérium, gombák, nem fotoszintetizáló növényi sejtek.
Organizmusok létezhet aerob és anaerob körülmények között. Aerob körülmények között, ezeket használják, mint egy elektron akceptor oxigén, m. E. Légzésgyakorlat folyamatot. Anaerob körülmények között, hogy van elektron akceptor szerves anyagok, fermentáció zajlik. Az ilyen szervezetek nevezik fakultatív anaerob. Ezek közé tartozik a legtöbb organotrofnyh (élesztő, magasabb rendű szervezetek sejtjeiben). Az oxigén jelenlétét a környezetben úgy dönt, hogy használja azt. Anaerob baktériumok. tudja használni az oxigén, az úgynevezett obligát anaerob, az oxigén mérgező a számukra. Minden szabad oxigén a légkörben lévő, eredményeként jött létre a fotoszintézis folyamatát, akkor nyilvánvaló, hogy az anaerob típusú energia régebbi, mint az aerob. Ebből következik, hogy erjedés - a folyamat sokkal ősibb, mint a légzés.
A nagy energiájú vegyület. A nagy energiájú vegyületek adenozin-trifoszfát és a képzésére képes anyag, ATP enzimreakciók átvitele nélkül csoportok oxidációs folyamatok. Ezek a vegyületek tartalmaznak molekulájukban kapcsolatban, ami a hidrolízis felszabadított nagy mennyiségű szabad energia. A reakciók különböző körülmények között, amelyek befolyásolják a nagysága a szabad energia változás. Ezért használják a kifejezést biokémia standard szabad energia változás - AG ° C. Arra utal, hogy a szabad energia megváltozása szabványos körülmények között: 1 atm. kezdeti szubsztrátum-koncentráció - 1 M, a hőmérséklet 25 ° C-on AG, körülbelül pH = 7,0 jelölésére AG. Az érték a AG használják kvantitatív funkciók, mint például metabolikus láncok és külön kémiai reakciók; mint termodinamika, a „mínusz” jel jelzi az energia termelés, és a „plusz” - annak elfogadását.
A reakciókat és folyamatokat, amelyekben van egy csökkenése a szabad energia (# 8710; G<0), называются экзергоническими. Эти реакции обычно сопровождаются выделением тепла, или переходом части химической энергии в тепловую энергию. Экзергонические реакции, например, окисление, сопровождаются возрастанием энтропии. Реакции и процессы, идущие с увеличением свободной энергии (∆G> 0), az úgynevezett endergonic és közben végezhető az energia elnyelését kívülről. Az ilyen reakciókat kísérik hő felszívódását.
A szabad energia változás nem csak attól függ a változás a belső energia és entrópia, hanem a hőmérséklettől és a reagensek koncentrációjától. kiszámítása # 8710; Y a biokémiában végre, hogy meghatározzuk a standard körülmények között, amikor a koncentráció a reagensek 1 mól literenként, hőmérséklete 25 # 730; a C (298,15 # 730; K). érték # 8710; G ebben a reakcióban, az ilyen körülmények között, jelöljük # 8710; a G # 730; és az úgynevezett standard szabad energia változás, vagy megváltozik a standard kémiai potenciál.
Ha az érték a standard szabad energiájának hidrolízise magas energiájú kötések, mint -21 kJ mol-1 (fület. 4), és e kapcsolatok a jel jelöli
4. táblázat A standard szabad energiája hidrolízise néhány vegyület
Öt fő típusa nagy energiájú vegyületek: 5'-ribonukleozid difoszfátok és trifoszfátok (ATP, GTP, UTP-t, CTP, ADP, stb), Karboksilfosfaty (például acetil), atsiltiolovye észterek (például, acetil-koenzim A) foszforamidit vegyületet (foszfokreatin ) enol-foszfátot (foszfoenolpiroszőlősav).
A központban a sejt energia-anyagcsere megéri az adenilát-rendszer: ATP és hidrolízis termékek - ADP, AMP, PN FFN. Úgy néz ki, mint egy akkumulátor, amelynek feladata az energia különböző generátorok és biztosítja a sok gép és készülék (az élő szervezetben, ezek megfelelnek a szervek, szövetek, biokémiai reakciók). Ebben a tekintetben a „Battery Charging” az ATP szintézis:
ADP + Pi ATP + H2 0 "Az akkumulátor lemerült" kíséri az ATP hidrolízisével ATP + H2 0 + ADP + Pi, ahol E1 és E2 - katalizáló enzimek a megfelelő reakció.
ATP hidrolízis a szabad energia értéke közötti közbenső nagy energiájú és az alacsony energiájú foszfát-tartalmú vegyületek. Ez az egyediség az ATP-t, amely arra szolgál, mint közvetítő-hordozó csoportok és foszforil-energiát. Minden élő szervezet elfog az energia a külső energiaforrások felhasználásával energiatároló rendszerek és alakítani az energia nagy energiájú vegyületek. Energiaakkumulációs rendszereket két csoportba sorolhatjuk, eltérő elvek energia kapcsolással. Az első típus - foszforilezési reakciót anélkül, hogy az oldhatatlan membrán szerkezetek - szubsztrát (vagy nem-membrán) foszforilációját. A ATP képződése, ahol a közlekedési keresztül történik aktív foszfor az oxidációs termékkel a szubsztrát ADP. Például, a ATP képződése során glikolízis és fermentáció. A második típusú - foszforilációs reakciók konjugáljuk a membránokat, úgynevezett membrán foszforiláció. ATP képződése megy végbe a foszforilációját ADP szervetlen foszfát által energiája elektrokémiai potenciál hidrogén ionok a membránon keresztül. Például, a ATP képződése a fotoszintézis vagy aerob légzés fázisban. Membrán foszforilezés történik a belső mitokondriális membrán tilakoidmembránoknak kloroplasztok, chromatophores fotoszintetikus baktériumok citoplazmatikus membránján baktériumok. Membránokhoz elektron transzfer enzimek és áramló mellette foszforiláció konjugáló nevezett membránok.
Most megállapítjuk, hogy a természetben nincs nem-fehérje szervezetekre. A „protein” úgy kell érteni, tág értelemben, beleértve a komplex fehérjék, és különösen nukleoproteineket - protein komplexekbe nukleinsavak.
Fehérje - magas polimer vegyület alkotó aminosavak hidrolízis. Nevezik fehérjéket. Az élő szervezetek, ezek a fölény és a tartalom, és különösen az értéket. A szervezetben az állati fehérjék tartalmazhatnak legfeljebb 40-50% vagy több száraz tömegre, kisebb növények - akár 20-35%.
Szerkesztés, szerkezet működését. Fehérjék alapját képezik protoplazma bármely élő sejtek egy komplex lipidek a fő szerkezeti anyaga sejtmembránok az organellumok.
A katalitikus funkciót. Enzimek fehérjék, egyszerű vagy összetett. Biokémiai által katalizált reakciók fehérjék, enzimek.
Motoros funkció. Minden formája a mozgás a természetben (izmok mozgása csillók és csilló az egysejtűek, a mozgás protoplazma a cellában, és így tovább. D.) végzik fehérje szerkezetének sejtekben.
Szállítás funkciót. A fehérje hemoglobin vér szállítja az oxigént a tüdőből a szöveteket és szerveket. Az átadás a zsírsavak a szervezetben zajlik részvételével más vérfehérjék - albumin. Vannak vérfehérjék, hogy a közlekedés lipidek, a vas, a szteroid hormonok. Átvitele számos anyagot a sejtmembránokon hajtjuk végre specifikus transzporter fehérjék.
A védelmi funkció. A fehérjék elengedhetetlenek az immunitás (antitestek és komplement rendszer). A folyamat a véralvadás, amely védi a szervezetet a annak elvesztése alapul vérfehérje transzformációk - fibrinogén. Ezek az átalakítások végzik részvételével a fehérje trombin és számos más véralvadási faktorok, amelyek a fehérjék is. A belső fal a nyelőcső, a gyomor nyálkahártya védőréteg bélelt fehérjék - mucinok. A toxinok sokféle organizmusok, amelyek védik őket a létért való küzdelem, a fehérje is -zmeinye toxinok, bakteriális toxinok. Skin alapítvány, amely megvédi a szervezetet az állatok számos külső hatásoknak, nevű fehérje kollagén. Keratin - egy fehérje védő hajfedőt.
Hormonális funkciót. Számos hormon szerkezetileg tárgyát olyan fehérjék vagy peptidek -inzulint -adrenokortikotropny hormon, oxitocin, vazopresszin, stb ..
Csere funkciót. Kialakítására képes helyettesítő betétek tojást ovalbumin, kazein tejfehérjét, sok növényi magvakat.
A támogató funkció. Inak, az ízületi, csontváz csontjai, pata vannak kialakítva legtöbb fehérje.
Receptor funkció. Számos proteint (különösen glikoproteinek, lektinek) észre a funkcióját szelektív felismerésére és rögzítését az egyes anyagok.
A fehérjék nagy gazdasági jelentőséggel bír, mivel Ezek lényeges elemei emberi fogyasztásra és állatok. Mass járványok, kis várható élettartam a lakosság egy része az egykori gyarmati országok társult krónikus fehérje hiány (hiánya állati fehérjék). A fehérjetartalmat az étrendben függ termelékenységét haszonállatok. A technológia alapja számos produkció feldolgozása fehérjék, megváltoztatja tulajdonságait: a bőripar, szolárium szőrme, selyem. A sütőiparban fontos tulajdonságok a fehérje lisztet.
Az elsődleges feladata a fehérjék az élet minden élőlények, a nagy gazdasági jelentőségű, mivel a nagyobb érdeklődés nekik biokémia, meghatározza a központi fehérjék biokémiai vizsgálatok.
Figyelembe véve a szerkezetét és tulajdonságait a fehérjék, ez sokkal kényelmesebb kezdeni a jellemzői a építőelemek - aminosavak.
Meghatározása és osztályozása. Aminosavak lehet tekinteni, mint származékok karbonoyh savak, amelyekben az egyik hidrogénatomot a szénlánc esetben NH2 csoporttal szubsztituált csoport.
A legtöbb természetes aminosavak a-amino-csoport a # 945 helyzetben van a karboxilcsoporthoz:
Sokkal kevesebb az élő szervezetekben előforduló aminosavakkal # 946; - vagy # 947; - a helyzet az aminocsoportok (# 946; -aminopropionovaya, # 947; amino).
Jellegétől függően az oldalláncok (R-csoportok) osztva az aminosav .atsiklicheskie (alifás), valamint gyűrűs (homo- és heterociklusos).
Szerint a számát amino- és karboxilcsoportok aminosavak vannak osztva:
1) monoaminomonokarbonovye - glicin, alanin, valin, leucin, izoleucin, szerin, treonin, cisztein, metionin, triptofán, tirozin, fenil-alanin;
2) a diamino - lizin, arginin, citrullin;
3) monoaminodikarbonovye - aszparaginsav és a glutaminsav;
4) diaminodikarbonovye - cisztin.
A természet a felelős oldalláncok és poláros aminosavak vannak besorolva:
1) nem-poláris, hidrofób - glicin, alanin, valin, leucin, izoleucin, prolin, fenil-alanin, triptofán, metionin;
2) poláros. de töltetlen - szerin, treonin, aszparagin, glutamin;
3) a negatív poláros -asparaginovaya és a glutaminsav, cisztein, tirozin, vagy pozitív - lizin, arginin, hisztidin díjakat.