Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Энергетический обмен
Содержание
- 1. Энергетический обмен
- 2. Энергетический обменПЛАН ЛЕКЦИИ1. Понятие об основных этапах катаболизма2. Окислительное декарбоксилирование ПВК3. Цикл трикарбоновых кислот (регуляция)
- 3. ПОНЯТИЕ О МЕТАБОЛИЗМЕМетаболизм – это совокупность химических
- 4. ПОНЯТИЕ О МЕТАБОЛИЗМЕМетаболизм – это двуединый процесс, складывающийся из 2-х частей: катаболизма и анаболизма
- 5. ПОНЯТИЕ О МЕТАБОЛИЗМЕПитательные
- 6. КАТАБОЛИЗМЭто процессы ферментативной деградации крупных органических молекул
- 7. АНАБОЛИЗМЭто процессы ферментативного синтеза из простых молекул
- 8. Основные этапы катаболизма1-й этап - ГИДРОЛИТИЧЕСКИЙОбразование мономеров
- 9. 1-й этап. Образование мономеров из полимеров ПОЛИМЕРЫ--------> МОНОМЕРЫ Белки
- 10. 1-й ЭТАПНа этом этапе сложные соединения (гетеро-
- 11. 2 – ой ЭТАП Является 1-ой стадией
- 12. 2 – ой ЭТАП В ходе реакций
- 13. СХЕМА ЭТАПОВ КАТАБОЛИЗМА
- 14. ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЕ ПИРУВАТАВ составе мультиферментного комплекса 3
- 15. ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЕ ПИРУВАТАКОФЕРМЕНТЫ:Е1 - тиаминпирофосфат (вит. В1)Е2
- 16. Слайд 16
- 17. АЦЕТИЛТРАНСФЕРАЗА Е2Простетическая группа (кофермент) ацетилтрансферазы - амид
- 18. Слайд 18
- 19. 3 реакция - работает Е2 Энергия этого окисления аккумулируется в виде макроэргической связи ацетил-КоА.
- 20. 4 реакция - катализируется ферментом ДИГИДРОЛИПОИЛДЕГИДРОГЕНАЗОЙ Кофермент
- 21. Слайд 21
- 22. Окислительное декарбоксилирование ПВКВ результате действия пируватдегидрогеназного комплекса
- 23. Окислительное декарбоксилирование ПВКПревращение ПВК в ацетилКоА – необратимый процесс является ключевым процессом энергетического обмена
- 24. Регуляция ПДГ- комплекса1. Доступностью субстратов2. Гормональная регуляция3. Фосфорилирование/дефосфорилирование 4. Аллостерическая регуляция5. Ретроингибирование
- 25. Гормональная регуляцияИнсулин – активирует ПДГ-комплексВ миокардиоцитах адреналин является активатором ПДГ-комплекса
- 26. Фосфорилирование/ дефосфорилированиеПируватдегидрогеназный комплекс состоит из 2-х субъединиц:Киназа ПДГ- комплексаФосфатаза ПДГ- комплекса
- 27. Фосфорилирование/ дефосфорилированиеПДГ-РнеактивнаяПДГ-ОНактивнаяНАДН, АцетилКоА, +АТФАДФАДФ-ФОСФОТАЗАН2ОPi+Ca2+Киназа ПДГ
- 28. Аллостерические активаторы
- 29. Ретроингибирование
- 30. Возможные пути превращения АЦЕТИЛ КоА
- 31. ЦИКЛ ТРИКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ (ЦТК, лимоннокислый цикл, цикл
- 32. 3-й ЭТАП - ЦТКПредставляет собой совокупность реакций,
- 33. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ЦТК 1. ЦТК -
- 34. ЦТКПроисходит серия дегидрогеназных реакций, в ходе которых
- 35. ЦТК Ацетил КоА + Оксалоацетат ---> цитрат--->
- 36. ЦТК
- 37. ЦТК
- 38. РЕГУЛЯЦИЯ ЦТК Скорость ОВР цикла Кребса связана
- 39. ЦитратсинтетазаАктивируется оксалоацетатомИнгибируется цитратом, ацил-КоА
- 40. Изоцитратдегидрогеназасильно активируется АДФ/ингибируется АТФФермент состоит из 8 субъединиц, катализирует самую медленную реакцию ЦТК
- 41. ЦТКВ итоге за один оборот цикла образуется:две
- 42. ЦТКСуммарное уравнение подводящее итоги работы цикла: СН3СО-S-КoA +
- 43. 4-й ЭТАП – ТКАНЕВОЕ ДЫХАНИЕ На этом
- 44. ПЕРЕРЫВ
- 45. ТКАНЕВОЕ ДЫХАНИЕКомплекс тканевого дыхания - мультиферментная система,
- 46. Тканевое дыханиеТолько первый переносчик протонов и электронов
- 47. Тканевое дыхание Последовательность передачи электронов и протонов
- 48. ОВПВещества с положительным ОВП окисляют водород (отнимают
- 49. Дыхательная цепь (ЦПЭ)Совокупность последовательных окислительно-восстановительных реакций называется
- 50. Промежуточные переносчики коферменты: NAD+, FAD и FMN,
- 51. КОМПЛЕКСЫ ДЫХАТЕЛЬНОЙ ЦЕПИI комплекс – НАДН2: КоQ-оксидоредуктазаперенос
- 52. КОМПЛЕКС I Комплекс содержит 26 белков и
- 53. Комплекс IМитохондриальная протонтранслоцирующая NADH: дегидрогеназа (убихинон –
- 54. КОМПЛЕКС II - Сукцинатдегидрогеназа Во 2-м варианте
- 55. Убихинон KoQ
- 56. КОМПЛЕКС III1) Цитохромы b: b566 (низкий ОВП)
- 57. Комплекс III является протонным генератором, целью его работы является создание ΔμΗ+. Вторая точка сопряжения
- 58. КОМПЛЕКС IVКомплекс IV - ЦИТОХРОМОКСИДАЗА (цитохромы а
- 59. Слайд 59
- 60. КОЭФФИЦИЕНТ P/OДля оценки эффективности работы ЦПЭ при
- 61. Дыхательный контроль Скорость дыхания митохондрий может контролироваться
- 62. Синтез АТФ
- 63. АДФ + Ф + ЭНЕРГИЯ -------> АТФ
- 64. ЭНЕРГИЯ АТФ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ : 1. Синтез различных веществ.2. Активный транспорт 3. Механическое движение (мышечная работа).
- 65. ТЕОРИЯ СОПРЯЖЕНИЯ ОКИСЛЕНИЯ И ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ1. Транспорт
- 66. ВЕЩЕСТВА-РАЗОБЩИТЕЛИ ПРОЦЕССОВ ОКИСЛЕНИЯ И ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ Состояние, когда
- 67. СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ИНГИБИТОРЫ ТКАНЕВОГО ДЫХАНИЯ К ним относятся вещества,
- 68. Скачать презентанцию
Энергетический обменПЛАН ЛЕКЦИИ1. Понятие об основных этапах катаболизма2. Окислительное декарбоксилирование ПВК3. Цикл трикарбоновых кислот (регуляция)
Слайды и текст этой презентации
Слайд 2Энергетический обмен
ПЛАН ЛЕКЦИИ
1. Понятие об основных этапах катаболизма
2. Окислительное декарбоксилирование
ПВК
Слайд 3ПОНЯТИЕ О МЕТАБОЛИЗМЕ
Метаболизм – это совокупность химических реакций, протекающих в
организме
ФУНКЦИИ МЕТАБОЛИЗМА:
Снабжение клетки химической энергией
Превращение пищевых веществ в
мономеры: аминокислоты, азотистые основания, жирные кислоты, моносахараСинтез белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов
Синтез биомолекул со специфической функцией
Слайд 4ПОНЯТИЕ О МЕТАБОЛИЗМЕ
Метаболизм – это двуединый процесс, складывающийся из 2-х
частей: катаболизма и анаболизма
Слайд 5ПОНЯТИЕ О МЕТАБОЛИЗМЕ
Питательные
Вещества
КАТАБОЛИЗМ
ЭНЕРГИЯ
молекулы клеточные
предшественники макромолекулы
АНАБОЛИЗМ
Слайд 6КАТАБОЛИЗМ
Это процессы ферментативной деградации крупных органических молекул до простых с
выделением свободной химической ЭНЕРГИИ, которая используется организмом для процессов жизнедеятельности
Слайд 7АНАБОЛИЗМ
Это процессы ферментативного синтеза из простых молекул сложных органических компонентов
клетки, которые сопровождаются затратой свободной химической ЭНЕРГИИ
Слайд 8Основные этапы катаболизма
1-й этап - ГИДРОЛИТИЧЕСКИЙ
Образование мономеров из полимеров
2-й этап
– ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ (МЕЖУТОЧНЫЙ)
Превращение мономеров в ПВК и Ацетил-КоА
3-й этап –
ЦИКЛ КРЕБСАПревращение Ацетил-КоА в ЦТК
4-й этап - ТКАНЕВОЕ ДЫХАНИЕ и
ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ
Слайд 91-й этап. Образование мономеров из полимеров
ПОЛИМЕРЫ--------> МОНОМЕРЫ
Белки -----------> Аминокислоты
Гликоген,
Крахмал ---------> Глюкоза
Жиры ------------> Глицерин + жирные
кислоты 
Слайд 101-й ЭТАП
На этом этапе сложные соединения (гетеро- и гомополимеры) распадаются
до простых составляющих – мономеров
Образовавшиеся мономеры легко всасываются в энтероциты,
затем попадают в кровь.Гидролитический этап проходит практически без высвобождения энергии (около 1 % энергии), которая рассеивается в виде тепла.
Слайд 112 – ой ЭТАП
Является 1-ой стадией энергетического обмена
Протекает:
в цитоплазме клеток (образование ПВК)
в митохондриях (ПВК → Ацетил-КоА)
образование ключевых соединений (ПВК, ЩУК и ацетил-КоА), удобных для последующего включения их в энергетический обмен.
Слайд 122 – ой ЭТАП
В ходе реакций 2-го этапа восстанавливается
небольшое количество переносчиков электронов и образуется небольшое количество АТФ
Межуточный
этап можно считать первой стадией энергетического обмена
Слайд 14ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЕ ПИРУВАТА
В составе мультиферментного комплекса
3 фермента и
5 коферментов:
Е1- Пируватдегидрогеназа (ПДГ) - декарбоксилирование пирувата,
Е2- Дигиролипоилацетилтрансфераза (ДЛАТ)
– перенос водорода и ацетилаЕ3 – Дигиролипоилдегидрогеназа (ДЛДГ) –
перенос водорода
Слайд 15ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЕ ПИРУВАТА
КОФЕРМЕНТЫ:
Е1 - тиаминпирофосфат (вит. В1)
Е2 - липоевая кислота
(ЛК)
Е3 – ФАД
Коэнзим А (HS-KoA) – перенос ацетила
НАД+ - перенос
восстановительных эквивалентов в дыхательную цепь митохондрий
Слайд 17АЦЕТИЛТРАНСФЕРАЗА Е2
Простетическая группа (кофермент) ацетилтрансферазы - амид липоевой кислоты.
Катализирует
перенос оксиэтильного остатка на свой собственный кофермент.
Слайд 193 реакция - работает Е2
Энергия этого окисления аккумулируется в виде
макроэргической связи ацетил-КоА.
Слайд 204 реакция - катализируется ферментом ДИГИДРОЛИПОИЛДЕГИДРОГЕНАЗОЙ
Кофермент этого этапа - ФАД
Переносит протоны и электроны с дигидролипоата на НАД+.
Слайд 22Окислительное декарбоксилирование ПВК
В результате действия пируватдегидрогеназного комплекса ПВК теряет СО2,
2Н+ - передаются на кислород по цепи переноса электронов
(тканевое дыхание) с образованием Н2О и параллельно происходит фосфорилирование трех молекул АТФ.
Слайд 23Окислительное декарбоксилирование ПВК
Превращение ПВК в ацетилКоА – необратимый процесс является
ключевым процессом энергетического обмена
Слайд 24Регуляция ПДГ- комплекса
1. Доступностью субстратов
2. Гормональная регуляция
3. Фосфорилирование/дефосфорилирование
4. Аллостерическая
регуляция
5. Ретроингибирование
Слайд 25Гормональная регуляция
Инсулин – активирует ПДГ-комплекс
В миокардиоцитах адреналин является активатором ПДГ-комплекса
Слайд 26Фосфорилирование/
дефосфорилирование
Пируватдегидрогеназный комплекс состоит из 2-х субъединиц:
Киназа ПДГ- комплекса
Фосфатаза ПДГ- комплекса
Слайд 27Фосфорилирование/
дефосфорилирование
ПДГ-Р
неактивная
ПДГ-ОН
активная
НАДН, АцетилКоА,
+
АТФ
АДФ
АДФ
-
ФОСФОТАЗА
Н2О
Pi
+
Ca2+
Киназа ПДГ
Слайд 28Аллостерические активаторы
Пируват, НАД+, HSKoA
Аллостерически активируют дефосфорилированную пируватдегидрогеназу
+
Слайд 30Возможные пути превращения АЦЕТИЛ КоА
Синтез ВЖК Синтез
кетоновых тел
(при патологии)
Цикл Кребса
Слайд 31ЦИКЛ ТРИКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ
(ЦТК, лимоннокислый цикл, цикл Кребса)
ЦТК протекает в митохондриях.
ЦТК является вторым этапом энергетического обмена.
Слайд 323-й ЭТАП - ЦТК
Представляет собой совокупность реакций, в ходе которых
ацетил-КоА превращается в 2 СО2.
В ЦТК в ходе окисления
субстратов происходит восстановление переносчиков электронов (НАДН2 и ФАДН2). Этап проходит внутри митохондрий (в митохондриальном матриксе).
Слайд 33БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ЦТК
1. ЦТК - главный источник восстановительных
эквивалентов (НАДН, ФАДН) идут в дыхательную цепь на синтез АТФ.
2. ЦТК - это универсальный терминальный этап катаболизма веществ всех классов.
3. ЦТК играет важную роль в процессах анаболизма: (промежуточные продукты ЦТК):
- цитрат-------> синтез жирных кислот
- aльфа-кетоглутарат и ЩУК --> синтез аминокислот
- ЩУК ----------> синтез углеводов
- сукцинил-КоА -----------> синтез гема гемоглобина
Слайд 34ЦТК
Происходит серия дегидрогеназных реакций, в ходе которых восстанавливаются
НАД+ ----------> НАДН+Н
ФАД + ----------> ФАДН+Н
Слайд 35ЦТК
Ацетил КоА + Оксалоацетат ---> цитрат
---> цис-аконитат ---> изоцитрат
--->
---> оксалосукцинат ---> α-кетоглутарат
---> сукцинил-КоА ---> сукцинат --->
--->
фумарат ---> малат ---> оксалоацитат
Слайд 38РЕГУЛЯЦИЯ ЦТК
Скорость ОВР цикла Кребса связана с доступностью НАД+
(соотношение НАД+/НАДН2 и, соответственно АДФ/АТФ)
В ЦТК два ключевых
фермента:1) цитратсинтаза (1-я реакция)
2) изоцитратдегидрогеназа (3-я реакция)
Оба фермента аллостерически ингибируются избытком АТФ и НАДН2.
Слайд 40Изоцитратдегидрогеназа
сильно активируется АДФ/ингибируется АТФ
Фермент состоит из 8 субъединиц, катализирует самую
медленную реакцию ЦТК
Слайд 41ЦТК
В итоге за один оборот цикла образуется:
две молекулы СО2;
три молекулы
НАД+ восстанавливаются до НАДН2;
одна молекула ФAД+ восстанавливается до ФАДH2;
синтезируется одна
молекула ГТФ из ГДФ и Pi.
Слайд 42ЦТК
Суммарное уравнение подводящее итоги работы цикла:
СН3СО-S-КoA + 2H2O + 3HAД
+ ФАД + ГДФ + Pi → 2CO2 + 3HAДH
+ ФАДН2 + КoA-SH + ГТФ.Реакции в цикле протекают только в одном направлении, так как величина свободной энергии в суммарном итоге отрицательная (G′ = -40 кДж⋅моль).
Слайд 434-й ЭТАП – ТКАНЕВОЕ ДЫХАНИЕ
На этом этапе полученная энергия
при окислении жирных кислот, аминокислот и углеводов используется дыхательной цепью
митохондрий (НАДН2 и ФАДН2).Этап нуждается в кислороде. На него передаются электроны по электрон-транспортной цепи. Кислород восстанавливается, забирает из матрикса протоны и образует Н2О.
Протекает на внутренней мембране митохондрий. Именно он сопровождается наибольшим образованием энергии.
Слайд 45ТКАНЕВОЕ ДЫХАНИЕ
Комплекс тканевого дыхания - мультиферментная система, транспортирующая протоны и
электроны на кислород с образованием воды.
Все ферменты митохондриального окисления встроены
во внутреннюю мембрану митохондрий. 
Слайд 46Тканевое дыхание
Только первый переносчик протонов и электронов – НАД -зависимая
дегидрогеназа расположена в матриксе митохондрии.
Этот фермент отнимает водород
от субстрата и передает его следующему переносчику. 
Слайд 47Тканевое дыхание
Последовательность передачи электронов и протонов определяется величиной РЕДОКС-ПОТЕНЦИАЛА
(ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО ПОТЕНЦИАЛА, сокращенно - ОВП) каждого звена.
Слайд 48ОВП
Вещества с положительным ОВП окисляют водород (отнимают от него электроны),
вещества с отрицательным ОВП окисляются водородом.
Самый низкий ОВП имеет
начальное звено цепи, самый высокий - у кислорода, расположенного в конце цепочки переносчиков. 
Слайд 49Дыхательная цепь (ЦПЭ)
Совокупность последовательных окислительно-восстановительных реакций называется цепью переноса (транспорта)
электронов, или дыхательной цепью.
Перенос электронов и протонов с участием промежуточных
переносчиков. 
Слайд 50Промежуточные переносчики
коферменты: NAD+, FAD и FMN, кофермент Q (CoQ),
цитохромы ( b, С1, С, А, А3) и белки, содержащие
негеминовое железо.
Слайд 51КОМПЛЕКСЫ ДЫХАТЕЛЬНОЙ ЦЕПИ
I комплекс – НАДН2: КоQ-оксидоредуктаза
перенос электронов от НАДН
к КоQ
II комплекс – Сукцинат: КоQ-оксидоредуктаза
перенос электронов от сукцината к
КоQIII комплекс – КоQН2: цитохром с-оксидоредуктаза
перенос электронов от КоQН2 к цитохрому с
IV комплекс - цитохромоксидаза
Перенос электоронов от цитохрома с к кислороду
Слайд 52КОМПЛЕКС I
Комплекс содержит 26 белков и небелковые компоненты: (ФМН), 5
железо-серных центров: FeS1a, FeS1b FeS2, FeS3, FeS4.
Слайд 53Комплекс I
Митохондриальная протонтранслоцирующая NADH: дегидрогеназа (убихинон – оксидоредуктаза)
катализируют окисление
NADH убихиноном
Реакция сопровождается трансмембранным переносом четырех протонов при окислении
одной молекулы NADH (2 электрона) и генерацией на сопрягающей мембране митохондрий разности электрохимических потенциалов ионов водорода (∆µ~H+)Первая точка сопряжения
Слайд 54КОМПЛЕКС II - Сукцинатдегидрогеназа
Во 2-м варианте цепи является начальным
звеном окисления.
В составе комплекса – простетическая группа ФАД и
FeSII. От ФАД.Н2 два атома водорода переносятся на KoQ.
Слайд 56КОМПЛЕКС III
1) Цитохромы b: b566 (низкий ОВП) и b562 с
высоким ОВП.
2)FeSIII – железо-серные белки.
3) Цитохром С1. Имеет в
своем составе особый гем типа «с».
Слайд 57Комплекс III
является протонным генератором, целью его работы является создание
ΔμΗ+.
Вторая точка сопряжения
Слайд 58КОМПЛЕКС IV
Комплекс IV - ЦИТОХРОМОКСИДАЗА
(цитохромы а и а3)
Цитохромоксидаза содержит
гем и ионы меди, которые способны менять валентность и таким
способом участвовать в переносе электроновТретья точка сопряжения
Слайд 60КОЭФФИЦИЕНТ P/O
Для оценки эффективности работы ЦПЭ при окислении вычисляют.
Он
показывает, сколько молекул неорганического фосфата присоединилось к АДФ в расчете
на один атом кислорода.1 –я цепь Р/О=3 коэффициент полезного действия системы - 65%,
2 – я цепь P/O=2
3-я цепь P/O=1
Слайд 61Дыхательный контроль
Скорость дыхания митохондрий может контролироваться концентрацией AДФ.
Ускорение ОФ
при повышении концентрации АДФ – называется дыхательный контроль.
Слайд 63АДФ + Ф + ЭНЕРГИЯ -------> АТФ + Н2О
На каждую
пару атомов водорода, отнятых от субстрата, возможен синтез
3-х молекул
АТФ.Синтез АТФ за счет энергии, которая выделяется в ЦПЭ, называется ОКИСЛИТЕЛЬНЫМ ФОСФОРИЛИРОВАНИЕМ.
Слайд 64ЭНЕРГИЯ АТФ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ :
1. Синтез различных веществ.
2. Активный транспорт
3.
Механическое движение (мышечная работа).
Слайд 65ТЕОРИЯ СОПРЯЖЕНИЯ
ОКИСЛЕНИЯ И ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ
1. Транспорт электронов должен создавать определённый
градиент
2. Силы и энергия, направленные на сведение градиента к 0,
должны проходить через устройство, использующие эту энергию для синтеза АТФ3. Подобное устройство должно представлять замкнутую систему
Слайд 66ВЕЩЕСТВА-РАЗОБЩИТЕЛИ ПРОЦЕССОВ ОКИСЛЕНИЯ И ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ
Состояние, когда происходит окисление субстратов, а
фосфорилирование (образование АТФ из АДФ и Ф) не идет, называется
РАЗОБЩЕНИЕМ ОКИСЛЕНИЯ И ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ.Разобщители являются слабыми кислотами, растворимыми в жирах. В межмембранном пространстве они связывают протоны, и затем диффундируют в матрикс, тем самым снижая ΔμΗ+.
Подобным действием обладает и йодсодержащие гормоны щитовидной железы – тироксин и трийодтиронин.
Слайд 67СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ИНГИБИТОРЫ ТКАНЕВОГО ДЫХАНИЯ
К ним относятся вещества, прекращающие работу того
или иного комплекса дыхательной цепи.
Ингибитором комплекса I является яд растительного
происхождения РОТЕНОН.Ингибиторами комплекса IV являются ЦИАНИДЫ, угарный газ СО, сероводород H2S
