Биохимия метаболизма. Учебное пособие. Е. А. Бессолицына

Читать онлайн.
Название Биохимия метаболизма. Учебное пособие
Автор произведения Е. А. Бессолицына
Жанр Биология
Серия
Издательство Биология
Год выпуска 0
isbn 9785448336638



Скачать книгу

или молекулой, с большей легкостью присоединяющей электроны. Эти соотношения относятся к стандартным условиям, когда концентрации окислителя, восстановителя и Н+ равны 1 М и давление Н2 составляет 1 атм.

      Таким образом, сильный восстановитель (например, NADH) обладает отрицательным окислительно-восстановительным потенциалом, тогда как сильный окислитель (О2) имеет положительный окислительно-восстановительный потенциал. Окислительно-восстановительные потенциалы многих биологически важных окислительно-восстановительных пар известны.

      Изменение свободной энергии окислительно-восстановительной реакции можно легко вычислить из разности окислительно-восстановительных потенциалов реагирующих соединений.

      Любую окислительно-восстановительную реакцию в общем виде можно представить следующим образом:

      Сначала нужно ввести обозначения: окислитель+ – окисленная форма окислителя, окислитель – восстановленная форма окислителя, восстановитель – восстановленная форма восстановителя, восстановитель+ – окисленная форма восстановителя. Запишем общую реакцию, испльзуя обозначения:

      окислитель+ + восстановитель → окислитель +восстановитель+ (реакция А)

      Любую окислительно-восстановительную реакцию разделяют на две полу-реакции, каждая из которых представляет собой обмен электронами между окисленной и восстановленной формами окислительно восстановительной пары, чей потенциал можно измерить в эксперименте, описанном выше:

      окислитель+ + ē → окислитель (реакция Б)

      Окислительно восстановительный потенциал этой пары Е1 восстановитель+ + ē→ восстановитель (реакция В)

      Окислительно восстановительный потенциал этой пары Е2

      Вычитая реакцию в) из реакции б), получаем желаемую реакцию а) и ΔE»о

      Теперь можем рассчитать ΔG0» для восстановления пирувата за счет NADH. Изменение стандартной свободной энергии ΔG0» связано с изменением окислительно-восстановительного потенциала ΔE'о уравнением

      ΔG0 = -nF ΔE»о

      где n- число переносимых электронов, F-число Фарадея (23,062 ккал • В -1 • моль -1), ΔE'о выражается в вольтах, ΔG0 в килокалориях на моль.

      Величина окислительно-восстановительного потенциала дыхательной цепи составляет 1,14 В, что соответствует 53 ккал.

      Изменение окислительно-восстановительного потенциала при переходе от системы NAD+/NADH к системе О22О составляет 1,1 В.

      Движущая сила окислительного фосфорилирования – это потенциал переноса электронов, присущий NADH или FADH2. Рассчеты ΔE'о и ΔG0 связанные с окислением NADH под действием О2. Промежуточные частичные реакции следующие:

      а) 1/2О2 +2Н+ +2 ē→ Н2О

      E«о = +0,82 В,

      б) NAD+ + Н+ +2 ē→ NADH

      E«о = – 0,32 В.

      Вычитая реакцию б) из реакции а), получаем

      в) 1/2 О2 + NADH + Н+ → Н2О + NAD +

      ΔE'о = +1,14 В.

      Свободная энергия