levegőt baktériumot
A légzés a legfejlettebb formája az oxidációs folyamat, és leghatékonyabb módja az energia előállítására. Fő légúti előnye, hogy az energia a oxidálható anyag - a hordozót, amelyen a mikroorganizmus növekszik, használják nagyobb mértékben. Ezért, a folyamat a légzés feldolgozása sokkal kisebb szubsztrát szerezni egy bizonyos mennyiségű energiát, mint, például, amikor fermentálására.
10. ábra. Acid pirovnnogradnoy szerepet légzés és fermentációs folyamatokat.
A folyamat a légzés, hogy a szénhidrátok (vagy fehérjék, zsírok és más anyagok tartalék sejtek) elbomlanak, oxidáljuk légköri oxigén, a szén-dioxid és víz. A kapott energiát fordított a fenntartó a tevékenységet organizmusok növekedését és szaporodását. Baktériumok miatt rendkívül kicsi a szervezet nem képes tárolni nagy mennyiségű tartalék anyagok. Ezért, ezeket elsősorban használják tápanyag vegyületek környezetben.
Általában a levegőt leírható a következő egyenlet szerint:
C6H12O6 + 602 = 6N20 + 6S02 + J 2,87-106.
glükóz az oxigén szén-dioxid a víz energiát
Erre egyszerű képlet elrejti bonyolult láncolata kémiai reakciók, amelyek mindegyike katalizálja egy specifikus enzim.
Ábra. 11. ábra a glikolitikus út hasítása szénhidrát.
Enzimatikus reakciók előforduló a folyamat a légzés, már jól ismert. A reakcióvázlat általános volt, t. E., Elvileg, az azonos az állatok, növények és sok mikroorganizmusok, beleértve a baktériumokat. légzési folyamat során a glükóz oxidációja áll az alábbi fő lépéseket (ábra. 10).
Először is, a kialakulását glükóz-foszfát-észterek - monoaktivirovannaya difoszfát glükóz formájában további két részre trióz-foszfát (három-szén vegyületek): phosphoglyceraldehyde és dihidroxi-aceton-foszfát, amely reverzibilisen átalakíthatók egymást.
Ábra. 12. A trikarbonsav ciklusban. A nyilak azt az irányt és a számok - a sorrendben a reakciók.
Továbbá, a csere belép phosphoglyceraldehyde, oxidálódik, az difoszfo-glicerinsav. E folyamat a hasítása a hidrogénatomok a oxidált szubsztrátum és hidrogén-transzfer segítségével adott oxidációs enzimek atmoszferikus oxigén (lásd. Ábra. 10, 11).
Hidrogén phosphoglyceraldehyde csatlakozik enzim - nikotin amiddinukleotidu (NAD); ahol az aldehid oxidáljuk sav és energia szabadul fel. Része ez az energia fordított ATP képződése; ahol a foszforsav kapcsolódik egy y-ADP adenozin-difoszfát. A hidrolízis energiát ATP felszabadul, és el lehet tölteni különböző folyamatok és a fehérjeszintézist, szükséges egyéb sejteket.
Fosfoglitseriyovaya savat oxidáljuk piroszőlősavvá. Ebben az esetben is képezi ATP, t. E. A tárolt energia.
Ezzel befejeződött az első - anaerob - lépésre folyamat légzés, amely az úgynevezett glükolízis vagy ahogy Embden - Meyerhoffal - Parnas. Megvalósítása ezek a reakciók oxigén nem szükséges. A kapott piroszőlősav (SN3SOSOON) egy érdekes és fontos vegyület. Módjai hasító glükóz légzés során és sok fermentációt, amíg a kialakulását piroszőlősav, pontosan ugyanaz, amit először alakult orosz biokémikus SP Kostychev. A piroszőlősav a központi pont, ahonnan a pályák eltérülnek légzés és a fermentációs, ahol elkezdjük a folyamatot jellemző egy lánc enzimes reakciók -specifikus lánc kémiai reakciók (ábra. 11).
A légzés során piroszőlősav belép a trikarbonsav ciklus (12.). Ez egy komplex ciklus reakciók, így a formáció szerves savak 4, 5 vagy 6 szénatomos (almasav, tejsav, fumaril-wai, a-keto-glutársav és a citromsav) és otscheplya- „tsya szén-dioxid.
Először piroszőlősav tartalmazó három szénatomot tartalmaznak, hasítjuk CO2 - ecetsav képződik, ami egy koenzim-A formákban a hatóanyagot - acetil koenzim továbbítja az ecetsav-maradék (acetil), hogy oxálecetsavat
Ebben a körben zárt. Oxálecetsavat lehet újra be a ciklust.
Így, a hurok belép trehuglerod Nye piroszőlősav, valamint során a transzformációk állni 3 C02 molekula.
Hidrogén piroszőlősav során felszabadult dehidrogénezési aerob körülmények között, nem marad szabadon - az belép a légzési lánc (valamint a hidrogén-gliceraldehid, elviszik azt átalakítani egy glicerinsav). Ez - a lánc oxidatív enzimek.
Enzimek, hogy először feltételezzük, a hidrogén az oxidálható szubsztrátumot, az úgynevezett primer dehidrogenázok.
Ezek közé tartozik diili tripiridin-Nucleo-Chida: NAD vagy NADP és egy specifikus fehérje. Mechanizmusa hidrogén hozzáadásával - azonos:
Oxidálószerek - NAD + H2 -> oxidált anyag NAD + H2 *
A hidrogén előállított dehidrogenáz, aztán összekötjük a következő enzimrendszer - flavin enzim (FMN vagy FAD).
Tól flavin enzimek elektronok érkeznek citokrómok - vas proteid (komplex fehérjék). Citokróm lánc mov nem hidrogénatom továbbítjuk, de csak elektronokat. Tehát van egy változás a vegyértéke vas: Fe ++ - e-> Fe ++
A végső légzőszervi reakciót - a csatlakozását egy proton és egy elektron, hogy az oxigén a levegőben, és a víz az oktatás. Mielőtt azonban aktiválása oxigén molekulák által az enzim citokróm-oxidáz. Az aktiválás csökken az oxigén, hogy szerez egy negatív töltés miatt elektron kötődés oxidálható anyagok. Ahhoz, hogy az aktivált oxigén csatlakozik hidrogénatom (proton) alkotnak a víz.
Szintén az említett áramkör elektron és a hidrogén-hordozók ismertek, és mások. Ez az eljárás sokkal bonyolultabb, mint vázolt rendszer.
A biológiai jelentősége ezeknek a reakciók áll, oxidáló anyagok és a formáció energiát, eredményeként oxidációs cukor molekulák (glükóz) a ATP 12,6-1053zh tárolt energia a molekulában tartalmaz egy cukor-28,6-106 J. ezért hasznosak használunk 44% -os energia. Ez egy nagyon nagy hatékonyságú, összehasonlítva a. N. G. modern gépek.
A légzés során keletkezett hatalmas mennyiségű energiát. Ha az egészet fel kell szabadítani egyszerre, akkor a sejt megszűnne létezni. De ez nem történik meg, mert az energia felszabadul, nem egyszerre, hanem lépésről lépésre, kis adagokban. Izolálása kis dózisú energiát annak a ténynek köszönhető, hogy a levegőt egy többlépéses folyamat, amelyben az egyes szakaszaiban a kialakulását a különböző intermedierek (amelyek különböző hosszúságú szénláncot), és az energia szabadul. A felszabaduló energiát fordítunk a hő, és tárolja a kardántengely makroer-cal - ATP. Való hasítás után az ATP energia felhasználható bármely folyamatok fenntartásához szükséges test létfontosságú funkcióit: a szintézis a különböző szerves anyagok, mechanikai munkát, karbantartása ozmózisnyomás protoplazma, stb ...
A légzés egy olyan folyamat, amely az energia, de a biológiai jelentősége nem korlátozódik erre. Ennek eredményeként a kémiai reakciók kísérő légzés, nagyszámú intermedier vegyületek. Ezek közül a vegyületek, amelyek különböző számú szénatommal lehet szintetizálni a különböző anyag sejtek: aminosavak, zsírsavak, zsírok, fehérjék és vitaminok.
Ezért, a csere meghatározza a fennmaradó szénhidrát cserék anyagok (fehérjék, lipidek). Ez a nagy érték.
A folyamat a légzés, a kémiai reakció egyik meglepő tulajdonságait mikrobák - a képesség, hogy látható fényt bocsátanak ki - luminesce.
Köztudott, hogy a számos élő szervezetek, köztük baktériumok, látható fényt bocsátanak ki. A lumineszcencia mikroorganizmusok által okozott már évszázadok óta ismert. A felhalmozódás lumineszcens baktériumok szimbiotikus kapcsolat kis tengeri állatok, ami néha az emisszió a tenger; A lumineszcencia is találkozott során a baktérium sejtek növekedését gátolja a hús- és t. d.
A fő összetevői közötti kölcsönhatás, amely ahhoz vezet, hogy a fénykibocsátás csökken formái PSK vagy NAD, molekuláris oxigén, a iuciferáz enzim, és az oxidálható vegyületet - luciferin. Feltételezzük, hogy a redukált NAD és FMN reagálnak luciferáz, luciferin és oxigén, ami az elektronok bizonyos molekulák izgatott, és ezeket az elektronokat vissza az alapállapotba kíséri a fénykibocsátás. Lumineszcenciát mikrobák tekinthető „pazarló folyamat”, mert ez csökkenti az energiahatékonyságot légzést.