Биологическое окисление.

Биологическое окисление, происходящее в живом организме, по сути, является процессом, обратным фотосинтезу. В ходе реакций биологического окисления высокоэнергетические электроны, нахо­дящиеся в молекулах углеводов и других биологических соедине­ний, скатываются на уровень с наименьшей энергией, когда свя­зываются с кислородом в молекуле воды. Энергия, отдаваемая ими при этом, используется для образования макроэргических фосфатных связей. Поток электронов, движущихся по ступеням процесса биологического окисления, - это не что иное, как слабый электрический ток.

Биологическое окисление это процесс окисления биологических веществ с выделением энергии.

Тканевое дыхание – процесс поглощения кислорода (О₂) тканями при окислении органического субстрата с выделением углекислого газа (СО₂) и воды (Н₂О).

.

Главными источниками СО₂ является реакции декарбоксилирования пировиноградной и альфа-кетоглутаровой кислот. Еще один источник – это процесс декарбоксилирование аминокислот, который катализируется пиридоксаль-зависимыми ферментами.

Окислительное фосфорилирование это синтез АТФ сопряженный с тканевым дыханием.

Основным топливом при биологическом окислении является водород. Известно, что реакция окисление водорода кислородом в газовой среде сопровождается выделением большого количества энергии, сопровождаемым взрывом и пламенем. Эволюция живых организмов привела к тому, что реакция окисления водорода до воды оказалась разделенной на отдельные этапы, что обеспечивает постепенное высвобождение энергии в процессе биологического окисления. При этом часть полученной энергии рассеивается в виде тепла (около 60%) а другая часть (около 40%) аккумулируется в молекулах АТФ.

Макроэргические соединения – это вещества, содержащие богатые энергией связи.

Макроэргическая связь обозначается символом ∼ (знак «тильда»). Понятие макроэргическая связь довольно условно и применяется для обозначения тех связей, которые гидролизуются в водной среде с выделением значительной энергии. Так, гидролиз концевой фосфоангидридной связи АТФ (АТФ + Н₂О → АДФ + Фн), ведет к освобождению 34,5 кДж/моль энергии).

Однако если реакция протекает в неводной среде (например, в липидном слое мембран), то образование и разрушение АТФ протекает без больших затрат энергии.

Вещества гидролиз которых, приводит к высвобождению более 21 кДж/моль энергии относят к высокоэнергетическим (макроэргам), а вещества освобождающие меньшие количества энергии - к низкоэнергетическим. К макроэргам относят: АТФ, другие трифосфаты нуклеозидов (ГТФ, ЦТФ, УТФ, ТТФ), аргининфосфат, креатинфосфат, ацетилфосфат, 1,3дифосфоглицерат, фосфоенолпируват и др. К низкоэнергетическим - глюкозо-6-фосфат, глюкозо-1-фосфат, глицерофосфат и другие. Уникальная роль АТФ состоит в том, что она имеет промежуточное значение энергии гидролиза и выполняет роль связующего звена (разменной монеты) между высоко- и низкоэнергетическими соединениями.