Материал: Биохимия учебное пособие

4.Дыхательнаяцепьмитохондрий:строениеифункции,свойствакомпонентов, биологическоезначение.Строениеи функции АТФ-синтетазы.Механизмсопряже- ниятканевогодыхания(ТД)иокислительногофосфорилирования(ОФ)–хемиосмо- тическаятеорияМитчелла.РазобщениеТДиОФ:сущностьибиологическоезначение.

5.Моно- и диоксигеназные реакции (микросомальное окисление). Роль микросомальногоокисленияв обезвреживании ксенобиотиков. Свободнорадикальный путьиспользованиякислорода:активныеформыкислорода, ихбиологическоезначение. Антиоксидантная защита клетки: ферментативные и неферментативные механизмы, их значение.

Письменное домашнее задание

О б я з а т е л ь н о е 1. Катаболизм этанола в организме протекает в печени преимущественно по

следующей схеме:

и завершается окислением ацетил-КоА в цикле Кребса.

Рассчитайте энергетический баланс (количество молекул АТФ) полногоокисления этанола до СО2 и Н2О. Какие вещества (ферменты, коферменты, субстраты) необходимы для полноценного катаболизма этанола?

2. Изклетокмиокарда выделили митохондрии и инкубировали в средесдостаточным содержанием кислорода и субстратов биологического окисления. В ходе эксперимента в суспензию добавляли различные вещества, обладающиеизвестным действиемнапроцессытканевогодыханияиокислительногофосфорилирования:АДФ, ингибитордыхательнойцепи,разобщительдыханияифосфорилирования.Наследующем рисунке представлены графики потребления кислорода и образования АТФ в данной системе до введения модуляторов (участок А) и после него (участок В):

Концентрация Концентрация Концентрация

41

Какие из приведенных модуляторов могли обусловить наблюдаемые закономерности в каждом случае? Ответ обоснуйте.

3. Нафталин – токсичное соединение. При поступлении в организм через же- лудочно-кишечный тракт нафталин накапливается в печени, где обезвреживается по следующей схеме:

OH

Нафталин 2-Нафтол 1,2-Дигидроксинафталин

Какой путь потребления кислорода имеет место в данном случае? Укажите на схеме ферменты и коферменты каждой стадии. Какое биологическое значение имеет изменение растворимости в воде метаболитов по сравнению с нафталином?

4. В условиях нормальной работы митохондрий кислород восстанавливается

жительное и отрицательное значение этого процесса? Какие механизмы имеютсяв клеткедляинактивации данногосоединения?Предположите, при каких условиях митохондрии будут продуцировать большие количества супероксида?

Д о п о л н и т е л ь н о е 1. Ацетилсалициловая кислота (аспирин) широко применяется как противо-

воспалительное, жаропонижающее и обезболивающее средство. В желудочнокишечном тракте ацетилсалициловая кислота гидролизуется на уксусную и салициловую кислоты, последняя метаболизируется в печени по следующей схеме:

COOH

OH

HO 2,5-Дигидроксибензойная кислота

42

Определите, какой путь потребления кислорода имеет место в данном случае. Укажите на схеме ферменты и коферменты каждой стадии. Как изменяется растворимость метаболитов в воде по сравнению с салициловой кислотой? Какое биологическое значение имеет это явление?

2. К культуре клеток был добавлен фосфолипид, меченый радиоактивным 14С по линоленовой кислоте. Введенная метка была быстро обнаружена в плазматической мембране клеток. Однако после ультрафиолетового облучения культуры содержание метки в мембранах снизилось в 2 раза. Опыт повторили, предварительнодобавив ккультуревитаминЕ.Вэтихусловияхсодержаниеметки снизилось только на 10 %. В чем причина выявленных различий?

Типовой вариант тестовогоконтроля по теме «Биологическое окисление»

Инструкция: при отсутствии дополнительных указаний в вопросе теста выберите один верный вариант ответа.

1. Выберитеназваниефермента, катализирующегоследующую реакциюцикла Кребса:

а) фумараза; б) изоцитратдегидрогеназа;

в) малатдегидрогеназа; г) сукцинатдегидрогеназа; д) цитратсинтаза.

2. Что из перечисленного происходит на митохондриальном этапе энергетического обмена:

а)окислительноефосфорилирование; б) дегидрирование карбоновых кислот в цикле Кребса;

в) разрушение ацетилкоэнзима А до СО2; г) восстановление кислорода до воды; д) все перечисленное.

43

3.Как изменяется потребление кислорода и синтез АТФ митохондриями при воздействии на нихцианидов –ингибиторов дыхания:

а) потребление кислорода увеличивается, синтез АТФ увеличивается; б) потребление кислорода увеличивается, синтез АТФ уменьшается; в) потребление кислорода уменьшается, синтез АТФ увеличивается; г) потребление кислорода уменьшается, синтез АТФ уменьшается.

4.Какую функцию в клетке выполняет витамин Е:

а) необходим для протекания цикла Кребса; б) участвует в реакциях субстратного фосфорилирования;

в) переноситэлектроны и протоны в дыхательной цепи митохондрий; г) является главным жирорастворимым антиоксидантом; д) является разобщителем дыхания и фосфорилирования.

5. Какой кофермент необходим для работы цитохрома Р450:

а) НАДН2; б) НАДФН2;

в) аскорбиновая кислота; г) липоевая кислота; д)тиаминпирофосфат.

6. Какова энергетическая эффективность окисления в дыхательной цепи коферментов НАДН2 и ФАДН2:

а) НАДН2 и ФАДН2 – по 3 АТФ; б) НАДН2 и ФАДН2 – по 2 АТФ;

в) НАДН2 – 3 АТФ, ФАДН2 – 2 АТФ; г) НАДН2 – 2 АТФ, ФАДН2 – 3 АТФ.

7.Укажите роль глутатиона (G–SH) в антиоксидантной системе клетки: а) является коферментом глутатионпероксидазы; б) является коферментом глутатионредуктазы; в) обезвреживает супероксидный анион-радикал;

г) является главным жирорастворимым антиоксидантом; д) все перечисленное.

8.Выберите характеристику микросомального окисления ксенобиотиков:

а) расходуется кислород, липофильные вещества становятся гидрофильными; б) расходуется кислород, гидрофильные вещества становятся липофильными; в) кислород не расходуется, липофильные вещества становятся гидрофиль-

ными; г) кислород не расходуется, гидрофильные вещества становятся липофиль-

ными.

9. Вставьте пропущенные слова (3 ответа) в предложение: «Движение … по дыхательной цепи митохондрий создает запас энергии для перемещения … через мембрану, энергия мембранного потенциала тратится на синтез …»

44