Слайд 2
![Катаболизм или энергетический обмен метаболический распад на более простые вещества](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-1.jpg)
Катаболизм
или энергетический обмен
метаболический распад на более простые вещества
окисление
протекает с высвобождением энергии
Примеры катаболизма
превращение этанола через стадии ацетальдегида (этаналя)
и уксусной кислоты (этановой кислоты) в углекислый газ и воду
процесс гликолиза — превращение глюкозы в молочную кислоту либо пировиноградную кислоту и далее уже в дыхательном цикле — опять-таки в углекислый газ и воду.
Слайд 3
![Интенсивность катаболических процессов и преобладание тех или иных катаболических процессов](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-2.jpg)
Интенсивность катаболических процессов
и преобладание тех или иных катаболических процессов в качестве
источников энергии в клетках регулируется гормонами.
глюкокортикоиды повышают интенсивность катаболизма белков и аминокислот, одновременно тормозя катаболизм глюкозы (гипогликемия), а инсулин, напротив, ускоряет катаболизм глюкозы и тормозит катаболизм белков.
Катаболизм является противоположностью анаболизма — процессу синтеза или ресинтеза новых, более сложных, соединений из более простых, протекающему с расходованием, затратой энергии АТФ.
Соотношение катаболических и анаболических процессов в клетке регулируется гормонами. Например, адреналин или глюкокортикоиды сдвигают баланс обмена веществ в клетке в сторону преобладания катаболизма, а инсулин, соматотропин, тестостерон — в сторону преобладания анаболизма.
Слайд 4
![](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-3.jpg)
Слайд 5
![Катаболизм глюкозы - основной источник энергии Окисление глюкозы до СО2](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-4.jpg)
Катаболизм глюкозы - основной источник энергии
Окисление глюкозы до СО2 и Н2О
(аэробный распад).
С6Н12О6 + 6 О2 → 6 СО2 + Н2О + 2820 кДж/моль.
Стадии окисления
Аэробный гликолиз - процесс окисления глюкозы с образованием двух молекул пирувата;
Превращение пирувата в ацетил-КоА
его дальнейшее окисление в цикле Кребса;
ЦПЭ (цепь переноса электронов) на кислород, сопряжённая с реакциями окисления, - в процессе распада глюкозы.
Слайд 6
![Аэробный гликолиз процесс окисления глюкозы до пировиноградной кислоты протекает в](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-5.jpg)
Аэробный гликолиз
процесс окисления глюкозы до пировиноградной кислоты
протекает в присутствии О2
Ферменты, катализирующие реакции этого процесса - в цитозоле клетки.
Слайд 7
![Этапы аэробного гликолиза глюкоза фосфорилируется и расщепляется на две молекулы](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-6.jpg)
Этапы аэробного гликолиза
глюкоза фосфорилируется и расщепляется на две молекулы фосфотриоз. Эта
серия реакций протекает с использованием 2 молекул АТФ.
Слайд 8
![Этапы аэробного гликолиза Этап синтеза АТФ. В результате этой серии реакций фосфотриозы превращаются в пируват.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-7.jpg)
Этапы аэробного гликолиза
Этап синтеза АТФ. В результате этой серии реакций фосфотриозы
превращаются в пируват.
Слайд 9
![Схема аэробного гликолиза Глюкоза Глюкозо-6-фосфат фруктозо-6-фосфат (глюкозофосфатизомераза) фруктозо-1,6-бисфосфат (фосфофруктокиназа) реакция](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-8.jpg)
Схема аэробного гликолиза
Глюкоза
Глюкозо-6-фосфат
фруктозо-6-фосфат (глюкозофосфатизомераза)
фруктозо-1,6-бисфосфат (фосфофруктокиназа) реакция необратима наиболее медленная
2
триозофосфата фруктозобисфосфатальдолаза - альдолаза
Слайд 10
![Субстратное фосфорилирование Окисление триозофосфата восстановлению NAD*Н образование с участием Н3РО4](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-9.jpg)
Субстратное фосфорилирование
Окисление триозофосфата
восстановлению NAD*Н
образование с участием Н3РО4 высокоэнергетической связи
фосфат
передаётся на АДФ АТФ
Итог : Триозофосфат (3С~Р) – пируваткиназа - пируват + АТФ
Слайд 11
![Итог аэробного гликолиза Распад 1 6С молекулы (глюкоза) до 2](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-10.jpg)
Итог аэробного гликолиза
Распад 1 6С молекулы (глюкоза) до 2 3С молекул
(пируват)
Синтезируется 2 АТФ
Процесс идет в цитоплазме клетки
Слайд 12
![](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-11.jpg)
Слайд 13
![NAD](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-12.jpg)
Слайд 14
![Стадии гликолиза](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-13.jpg)
Слайд 15
![Стадии гликолиза](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-14.jpg)
Слайд 16
![Стадии гликолиза](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-15.jpg)
Слайд 17
![Стадии гликолиза](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-16.jpg)
Слайд 18
![Стадии гликолиза](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-17.jpg)
Слайд 19
![Стадии гликолиза](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-18.jpg)
Слайд 20
![Стадии гликолиза](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-19.jpg)
Слайд 21
![Стадии гликолиза](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-20.jpg)
Слайд 22
![II.Образование Ацетил-КоА Углеводы, жирные кислоты и аминокислоты окисляются через цикл](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-21.jpg)
II.Образование Ацетил-КоА
Углеводы, жирные кислоты и аминокислоты окисляются через цикл Кребса до
СО2 и Н2О.
превращаются в 2С фрагмент в форме ацетил-КоА
Ацетил-КоА образуется в специфических реакциях катаболизма жирных кислот и некоторых аминокислот, в основном из пировиноградной кислоты
Слайд 23
![Образование Ацетил-КоА Окислительное декарбоксилирование пирувата Пируват (3С) - пируватдегидрогеназный комплекс](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-22.jpg)
Образование Ацетил-КоА
Окислительное декарбоксилирование пирувата
Пируват (3С) - пируватдегидрогеназный комплекс (3 фермента) - СО2
и ацетальдегид (2С)
Ацетальдегид и кофермент А образует Ацетил-КоА.
При этом НАД восстановлен до НАД∙Н.
Протекает в матриксе митохондрии
Слайд 24
![](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-23.jpg)
Слайд 25
![III.Цикл Кребса — это ключевой этап дыхания всех клеток, использующих](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-24.jpg)
III.Цикл Кребса
— это ключевой этап дыхания всех клеток, использующих кислород
пересечение множества метаболических
путей в организме
важный источник молекул-предшественников, из которых в ходе других биохимических превращений синтезируются аминокислоты, углеводы, жирные кислоты и др.
Слайд 26
![У эукариот все реакции цикла Кребса протекают внутри митохондрий ферменты](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-25.jpg)
У эукариот
все реакции цикла Кребса протекают внутри митохондрий
ферменты - в свободном состоянии в
митохондриальном матриксе,
сукцинатдегидрогеназа - на внутренней митохондриальной мембране
В цикле Кребса окисляются также токсичные недоокисленные продукты распада алкоголя, поэтому стимуляцию цикла Кребса можно рассматривать как меру биохимической детоксикации.
Слайд 27
![](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-26.jpg)
Слайд 28
![](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-27.jpg)
Слайд 29
![](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-28.jpg)
Слайд 30
![1 Оксалоацетат (щавелевоуксусная кислота)+ Ацетил-КoA + H2O Цитратсинтетаза 4С +](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-29.jpg)
1
Оксалоацетат (щавелевоуксусная кислота)+ Ацетил-КoA + H2O
Цитратсинтетаза
4С + 2С -
Слайд 31
![2 Цитрат (лимонная кислота) аконитаза 6С – 6С Изоцитрат (Изолимонная кислота)](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-30.jpg)
2
Цитрат (лимонная кислота)
аконитаза
6С – 6С
Изоцитрат (Изолимонная кислота)
Слайд 32
![3 Изоцитрат + NAD+ Изоцитратдегидрогена-за декарбоксилирующая 6С – 5С α-кетоглутарат+ CO2 + NADH + H+](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-31.jpg)
3
Изоцитрат +
NAD+
Изоцитратдегидрогена-за декарбоксилирующая
6С – 5С
α-кетоглутарат+
CO2 +
NADH + H+
Слайд 33
![4 α-кетоглутарат+ NAD+ + КoA α-кетоглутарат-дегидрогеназа 5С – 4С сукцинил-КoA](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-32.jpg)
4
α-кетоглутарат+
NAD+ +
КoA
α-кетоглутарат-дегидрогеназа
5С – 4С
сукцинил-КoA +
(янтарная к-та) + NADH + H+ +
CO2
Слайд 34
![5 сукцинил-КoA сукцинилкофермент А синтетаза 4С – 4С сукцинат + КoA + АТФ – субстратное фосфорилирование](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-33.jpg)
5
сукцинил-КoA
сукцинилкофермент А синтетаза
4С – 4С
сукцинат +
КoA +
АТФ – субстратное фосфорилирование
Слайд 35
![6 Сукцинат + FAD Сукцинатдегидроге-наза Фумарат + FAD*Н2](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-34.jpg)
6
Сукцинат + FAD
Сукцинатдегидроге-наза
Фумарат + FAD*Н2
Слайд 36
![](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-35.jpg)
Слайд 37
![7 фумарат + H2O фумараза Яблочная к-та](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-36.jpg)
7
фумарат +
H2O
фумараза
Яблочная к-та
Слайд 38
![8 Яблочная к-та + NAD+ Дегидрогеназа яблочной кислоты Оксалоацетат (щавелевоуксусная к-та) + NADH + H+](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-37.jpg)
8
Яблочная к-та +
NAD+
Дегидрогеназа яблочной кислоты
Оксалоацетат (щавелевоуксусная к-та) +
NADH + H+
Слайд 39
![Запомнить Целый Ананас И Кусочек Суфле Сегодня Фактически Мой Обед,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-38.jpg)
Запомнить
Целый Ананас И Кусочек Суфле Сегодня Фактически Мой Обед, что соответствует
ряду — цитрат, (цис-)аконитат, изоцитрат, (альфа-)кетоглутарат, сукцинил-CoA, сукцинат, фумарат, малат, оксалоацетат.
Слайд 40
![Регуляция Цикл Кребса регулируется «по механизму отрицательной обратной связи» при](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-39.jpg)
Регуляция
Цикл Кребса регулируется «по механизму отрицательной обратной связи»
при наличии большого количества субстратов
(ацетил-КоА, оксалоацетат), цикл активно работает, а при избытке продуктов реакции (НАДН, ATФ) тормозится.
при помощи гормонов, основным источником ацетил-КоА является глюкоза
способствуют работе цикла Кребса гормоны инсулин и адреналин
глюкагон стимулирует синтез гликогена и ингибирует реакции цикла Кребса.
Слайд 41
![Функции Интегративная функция — связующее звено между реакциями анаболизма и](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-40.jpg)
Функции
Интегративная функция — связующее звено между реакциями анаболизма и катаболизма.
Катаболическая функция — превращение
различных веществ в субстраты цикла:
Жирные кислоты, пируват, Лей, Фен — Ацетил-КоА.
Арг, Гис, Глу — α-кетоглутарат.
Фен, Тир — фумарат.
Слайд 42
![Функции Анаболическая функция — использование субстратов цикла на синтез органических](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-41.jpg)
Функции
Анаболическая функция — использование субстратов цикла на синтез органических веществ:
Оксалацетат — глюкоза, Асп, Асн.
Сукцинил-КоА —
синтез гема.
CО2 — реакции карбоксилирования.
Водорододонорная функция — цикл Кребса поставляет на дыхательную цепь митохондрий протоны в виде трех НАДН*Н+ и одного ФАД*Н2.
Энергетическая функция — 34 АТФ
Слайд 43
![Итог В процессе ферментативного окисления орг. в-в освобождается энергия (аэробный](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-42.jpg)
Итог
В процессе ферментативного окисления орг. в-в освобождается энергия (аэробный гликолиз, обр.
Ац-СоА)
электроны и протоны переходят от органических субстратов на коферменты NAD- и FAD-зависимых дегидрогеназ (аэробный гликолиз, цикл Кребса)
Слайд 44
![IV.Дыхательная цепь Электроны - обладают высоким энергетическим потенциалом - NAD*H](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-43.jpg)
IV.Дыхательная цепь
Электроны - обладают высоким энергетическим потенциалом - NAD*H и FAD*H2
Электроны
от восстановленных коферментов
Передаются на кислород
через цепь ферментов - переносчиков
переносчики локализованы во внутренней мембране митохондрий
Слайд 45
![Дыхательная цепь цепь переноса электронов (ЦПЭ) - дыхательная цепь. Восстановление](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-44.jpg)
Дыхательная цепь
цепь переноса электронов (ЦПЭ) - дыхательная цепь.
Восстановление молекулы О2
происходит в результате переноса 4 электронов. При каждом присоединении к кислороду 2 электронов, поступающих к нему по цепи переносчиков, из матрикса поглощаются 2 протона, в результате чего образуется молекула Н2О.
Окисление органических веществ в клетках - потребление кислорода и синтез воды
Слайд 46
![](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-45.jpg)
Слайд 47
![Дыхательная цепь Электроны, поступающие в ЦПЭ, по мере их продвижения](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-46.jpg)
Дыхательная цепь
Электроны, поступающие в ЦПЭ, по мере их продвижения от одного
переносчика к другому теряют свободную энергию.
Часть энергии запасается в форме АТФ
Часть энергии рассеивается в виде тепла.
Слайд 48
![Процессы перераспределения свободной энергии перенос электронов от восстановленных коферментов НАД*H](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-47.jpg)
Процессы перераспределения свободной энергии
перенос электронов от восстановленных коферментов НАД*H и ФАД*H2
через ЦПЭ на кислород -
НАД*H + Н+ +1/2 O2 → НАД+ + H2O + 52 ккал/моль(≈220 кДж/моль).
Слайд 49
![фосфорилирование АДФ, или синтез АТФ АДФ + Н3РО4+7,3 ккал/моль (30,5 кДж/моль) = АТФ + Н2О.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-48.jpg)
фосфорилирование АДФ, или синтез АТФ
АДФ + Н3РО4+7,3 ккал/моль (30,5 кДж/моль) =
АТФ + Н2О.
Слайд 50
![ЦПЭ ЦПЭ – ферментный комплекс, окисляющий НАД*H и ФАД*H2 и](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-49.jpg)
ЦПЭ
ЦПЭ – ферментный комплекс, окисляющий НАД*H и ФАД*H2 и использует энергию
окисления (передачи электронов) для выкачивания протонов в межмембранный матрикс.
Комплекс I (НАД*Н дегидрогеназа) окисляет НАД*H, отбирая у него два электрона и перенося их на растворимый в липидах убихинон, который внутри мембраны диффундирует к комплексу III. Вместе с этим, комплекс I перекачивает 4 протона из матрикса в межмембранное пространство митохондрии.
Комплекс II (Сукцинат дегидрогеназа) не перекачивает протоны, но обеспечивает вход в цепь дополнительных электронов за счёт окисления сукцината.
Слайд 51
![ЦПЭ Комплекс III (Цитохром bc1 комплекс) переносит электроны с убихинола](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-50.jpg)
ЦПЭ
Комплекс III (Цитохром bc1 комплекс) переносит электроны с убихинола на два водорастворимых цитохрома
с, расположенных на внутренней мембране митохондрии. Убихинол передаёт 2 электрона, а цитохромы за один цикл переносят по одному электрону. При этом туда также переходят 2 протона убихинола и перекачиваются комплексом.
Комплекс IV (Цитохром С оксидаза) катализирует перенос 4 электронов с 4 молекул цитохрома на O2 и перекачивает при этом 4 протона в межмембранное пространство. Комплекс состоит из цитохромов a и a3, которые, помимо гема, содержат ионы меди.
Слайд 52
![Окислительное фосфорилирование Процесс окислительного фосфорилирования осуществляется пятым комплексом дыхательной цепи](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-51.jpg)
Окислительное фосфорилирование
Процесс окислительного фосфорилирования осуществляется пятым комплексом дыхательной цепи митохондрий — протонной АТФ-синтазой
Поток протонов проходит через каналы АТФ-синтазы, энергия его тратится на синтез АТФ
Слайд 53
![](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-52.jpg)
Слайд 54
![Полифенолазы и пероксидазы в энергетическом обмене Полифенолазы и пероксидазы катализируют](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-53.jpg)
Полифенолазы и пероксидазы в энергетическом обмене
Полифенолазы и пероксидазы катализируют окисление фенольных
соединений. В присутствии этих ферментов различные фенолы окисляются в дифенолы, полифенолы и хиноны. Биохимическое значение этих ферментов в том, что они могут включаться в биологические системы в качестве переносчиков водорода и, таким образом, принимать участие в процессах окисления различных субстратов. Фермент подобного типа, например аскорбат—оксидаза, катализирует окисление аскорбиновой кислоты в присутствии кислорода, где участие фенольных соединений как раз оказывает влияние на ход окисления
Слайд 55
![Пероксидаза — фермент, катализирующий окисление полифенолов и некоторых ароматических аминов](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-54.jpg)
Пероксидаза — фермент, катализирующий окисление полифенолов и некоторых ароматических аминов при
помощи кислорода, перекиси водорода или органических перекисей. Пероксидаза образует с перекисью водорода комплексное соединение, в результате чего перекись активируется и приобретает способность действовать как акцептор водорода
Слайд 56
![Полифенолоксидаза и пероксидаза являются конечными оксидазами и характеризуют интенсивность заключительной](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-55.jpg)
Полифенолоксидаза и пероксидаза являются конечными оксидазами и характеризуют интенсивность заключительной фазы
дыхания. Согласно имеющимся представлениям, оксидазная фаза дыхания включает в себя акт соединения водорода с молекулярным кислородом. Под влиянием различных факторов воздействия, в том числе различных элементов минерального питания, наблюдаются изменения данной фазы дыхания. Активирование оксидазной фазы дыхания влечет за собой быстрое и необратимое окисление дыхательных хромогенов-полифенолов и резкие нарушения нормальной жизнедеятельности тканей.
Слайд 57
![пероксидаза — чувствительный индикатор, регистрирующий изменения в газообмене, и может быть использована для экспресс-диагностики отравления рыб](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/384438/slide-56.jpg)
пероксидаза — чувствительный индикатор, регистрирующий изменения в газообмене, и может быть
использована для экспресс-диагностики отравления рыб