Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Гусев М.В. -> "Микробиология" -> 41

Микробиология - Гусев М.В.

Гусев М.В., Минеева Л.А. Микробиология: Учебник — M.: Изд-во Моск ун-та, 1985. — 376 c.
Скачать (прямая ссылка): mikrobiologiya.pdf
Предыдущая << 1 .. 35 36 37 38 39 40 < 41 > 42 43 44 45 46 47 .. 192 >> Следующая

81

Таблица 13
Окислительно-восстановительные потенциалы (E0, мВ) веществ, участвующих
в энергетических процессах у прокариот Окислительно-восстановительная система е'0, мВ —700 —670 —600 —432 H+/V2H2 ............................ —420 —420 —320 1,3-дифосфоглицериновая кислота/3-фосфоглицериновый альдегид + Фн . —290 —290 s°/HS-.............................. —270 CO2 /CH4............................. —244 soj-/HS-............................ —220 ФАД/ФАД-Н2.......................... —220 ФМН/ФМН-Н2.......................... —190 —74 -57 +30 +70 +100 +120 +220 +290 +433 Fe3+VFe2+ , , ,......................... +772 * Ей ферредоксинов FeaS2-THna у разных прокариот имеет значения от -a Fe4S4-THna от +350 до —480 мВ. +820 -225 до —455 мВ, 82

Окисление происходит в результате переноса электронов через локализованную в мембране дыхательную электронтранспортную цепь, состоящую из набора переносчиков, и приводит в большинстве случаев к восстановлению молекулярного кислорода (экзогенного окислителя с высоким окислительно-восстановительным потенциалом) до H2O. Таким образом, в процессе дыхания молекулы одних веществ окисляются, других — восстанавливаются, т. е. окислительно-восстановительные процессы в этом -случае всегда межмолекулярны.
Наиболее широко распространена среди прокариот способность окислять органические субстраты. Обнаружены также весьма специализированные группы прокариот, способные окислять различные неорганические субстраты (H2, NH4+, NO2-, H2S, S2O32-, Fc2+ и др.) с соответствующим восстановлением O2. Наконец, прокариоты могут окислять органические и неорганические вещества с использованием в качестве конечного акцептора электронов не молекулярного кислорода, а целого ряда органических и неорганических соединений (фума-рат, CO2, NO3-, SO42"", SO32- и Др.)- Количество освобождающейся энергии определяется градиентом окислительно-восстановительных потенциалов при переносе электронов от донора к акцептору. Так, окисление H2 молекулярным кислородом сопровождается освобождением значительно большего количества свободной энергии (AOi0' = = —238 кДж/моль), чем окисление НАД-H2 фумаратом (AOo'= = —68 кДж/моль).
У прокариот известны три типа фотосинтеза: I — зависимый от бактериохлорофилла бескислородный фотосинтез, осуществляемый несколькими группами зеленых и пурпурных бактерий; II — зависимый от хлорофилла кислородный фотосинтез, свойственный большой группе цианобактерии и недавно обнаруженный у бактерий, отнесенных к порядку Prochlorales; HI — зависимый от бактериородопсина бескислородный фотосинтез, найденный у некоторых галофильных бактерий. В основе фотосинтеза I и II типа лежит поглощение солнечной энергии различными пигментами, приводящее к разделению электрических зарядов, возникновению восстановителя с низким и окислителя с высоким окислительно-восстановительным потенциалом. Перенос электронов между этими двумя компонентами приводит к выделению свободной энергии. В фотосинтезе III типа окислительно-восстановительные переносчики отсутствуют. В этом случае энергия в доступной для организма форме возникает в результате светозависимого перемещения H+ через мембрану.
Изучение у прокариот электронтранспортных цепей, функционирующих в процессах дыхания и фотосинтеза I и II типа, выявило принципиальное сходство между ними. В обеих системах электронного транспорта есть флавопротеиды, хиноны, цитохромы и белки, содержащие негемовое железо, позволяющие переносить электроны вниз по термодинамической лестнице. Таким образом, по существу обе электронтранспортные цепи являются окислительными. Разнообразие в их организации обнаружено при более детальном изучении и выражается как в широком наборе доноров и акцепторов электронов, так и в конкретной организации самих цепей: химическом строении переносчиков, принадлежащих к одному типу, их наборе, расположении и т, д.
В процессах дыхания и фотосинтеза освобождающаяся при переносе электронов энергия запасается первоначально в форме_электро-химического трансмембранного градиента ионов водорода (Ар-Н+) т. е.
83

имеет место превращение химической и электромагнитной энергии в электрохимическую. Последняя затем может быть использована для. синтеза АТФ. Поскольку в обоих процессах синтез АТФ обязательно связан с мембранами, реакции, приводящие к его образованию, получили название мембранного фосфорилирования. Последнее подразделяется на два вида: окислительное (АТФ образуется в процессе электронного переноса при окислении химических соединений) и фотосинтетическое (синтез АТФ связан с фотосинтетическим электронным транспортом) фосфорилирование. Следует подчеркнуть, что принципы генерации АТФ при фотосинтезе и дыхании, т. е. механизмы мембранного фосфорилирования, одинаковы. Таким образом, энергия, получаемая в процессах брожения, дыхания или фотосинтеза, запасается в определенных формах.
Существуют две универсальные формы энергии, которые могут быть использованы в клетке для выполнения разного рода работы: энергия высокоэнергетических химических соединений (химическая) и энергия трансмембранного потенциала ионов водорода (электрохимическая). Охарактеризуем несколько подробнее каждую из форм клеточной энергии.
Предыдущая << 1 .. 35 36 37 38 39 40 < 41 > 42 43 44 45 46 47 .. 192 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed