Biologische Oxidation.

Energie kann nicht ohne ein Lebewesen existieren.Für jede chemische Reaktion, jeder Prozess benötigt ihre Anwesenheit.Jede Person, die ist einfach zu verstehen und zu fühlen.Wenn den ganzen Tag auf Nahrung durch den Abend zu essen, dann, und vielleicht vor, werden die Symptome erhöhte Müdigkeit, Schwäche zu beginnen, fällt Stärke deutlich.

Was für ein Weg verschiedenen Organismen haben, die Erzeugung von Energie angepasst?Wo kommt es her und welche Prozesse zur gleichen Zeit in den Käfig auf?Versuchen Sie, um diesen Artikel zu verstehen.

Energieproduktionsorganismen

Unabhängig davon, welche Art und Weise keine Energie verbraucht wird, die Basis immer liegen OVR (Redox-Reaktionen).Beispiele hierfür sind unterschiedlich.Die Gleichung der Photosynthese, die grünen Pflanzen und einige Bakterien tragen - auch OVR.Natürlich wird der Prozess abhängig davon, ob das Lebewesen gemeint abweichen.

Also, alle Tiere - ist heterotrophen.Das heißt, diejenigen Organismen, die nicht in der Lage, ein BEREIT-organischen Verbindungen zur weiteren Spaltung und Freisetzung von chemischer Energie in Form sind.

Pflanzen, auf der anderen Seite, sind die mächtigsten Hersteller von organischer Materie auf unserem Planeten.Sie führten eine komplizierte und wichtige Prozess der Photosynthese, der die Bildung von Glucose aus Wasser, Kohlendioxid unter dem Einfluß von speziellen Substanzen - Chlorophyll.Ein Nebenprodukt ist Sauerstoff, der die Quelle des Lebens für alle aeroben Lebewesen ist.

Redox-Reaktionen, von denen Beispiele veranschaulichen diesen Prozess:

• 6CO2 + 6H2O = Chlorophyll = C6H10O6 + 6O2;

oder

• Kohlendioxid + Wasserstoff unter dem Einfluss von Oxidpigment Chlorophyll (Enzymreaktion) = Monosaccharid + free molekularem Sauerstoff.

Auch gibt es auch Vertreter der Biomasse der Planeten, der Lage, die Energie von chemische Bindungen von anorganischen Verbindungen verwendet werden.Sie sind Chemotrophie genannt.Dazu gehören viele Arten von Bakterien.Beispielsweise Mikroorganismen Wasserstoff, Oxidation eines Substratmoleküls im Boden.Das Verfahren funktioniert wie folgt: 2H2 + 02 = 2H20.

Geschichte der Entwicklung des Wissens über die biologische Oxidation

Prozess, der die Energie zugrunde liegt, wird sie heute bekannt ist.Diese biologische Oxidation.Biochemie, wie im Detail untersucht die Feinheiten der alle Stufen und Wirkmechanismen, die fast keine Geheimnisse.Es war jedoch nicht immer.

erste Erwähnung, dass in Lebewesen gibt es komplexe Transformationen, die von der Art der chemischen Reaktionen gab es etwa in der XVIII Jahrhundert.Das ist, als Antoine Lavoisier, der berühmte Französisch Chemiker, seine Aufmerksamkeit auf, wie ähnlich biologische Oxidation und Verbrennung.Er folgte eine durch Atmung Sauerstoff absorbiert Grob Pfad und festgestellt, dass im Inneren des Körpers gibt es Verfahren der Oxidation, aber langsamer als die Außenseite der Verbrennungs verschiedener Wirkstoffe.Das heißt, das Oxidationsmittel - Sauerstoffmoleküle - reagieren mit organischen Verbindungen und insbesondere mit Wasserstoff und Kohlenstoff aus ihnen, und eine vollständige Umwandlung, unter Zersetzung der Verbindungen.

Obwohl diese Annahme ist im Wesentlichen ganz real, verschloss viele Dinge.Zum Beispiel:

• mal ähnliche Verfahren sollten die Bedingungen der Strömung identisch sein, aber die Oxidation bei einer niedrigen Körpertemperatur;
• Wirkung wird durch die Freisetzung von enormen Mengen an Wärme begleitet, und es gibt keine Bildung der Flamme;
• Lebenden es mindestens 75-80% des Wassers, aber es verhindert nicht, dass "Brennen" Nährstoffe in ihnen.

Um all diese Fragen zu beantworten und zu verstehen, was wirklich ist die biologische Oxidation, es dauerte mehr als ein Jahr.

Es gibt verschiedene Theorien, die die Bedeutung des Verfahrens von Sauerstoff und Wasserstoff impliziert.Die häufigsten und erfolgreichsten waren:

• Theorie Bach genannt Peroxid;
• Palladins Theorie, bezogen auf ein solches Konzept als "Chromogene".

Später gab es viele Wissenschaftler in Russland und anderen Ländern, die nach und nach Ergänzungen und Änderungen vornehmen, um die Frage, was ist die biologische Oxidation.Biochemie der heute wegen ihrer Arbeit, können Sie zu jeder der Reaktionsprozess erzählen.Zu den bekanntesten Namen auf dem Gebiet sind die folgenden:

• Mitchell;
• S. Severin;
• Warburg;
• VA Belitser;
• Lehninger;
• VP Skulachev;
• Krebs;
• Grün;
• Engelhardt;
• Kaylin und andere.

Typen biologischer Oxidation

Es gibt zwei Hauptarten des Verfahrens, die unter verschiedenen Bedingungen erfolgen.Somit ist die häufigste bei vielen Arten von Mikroorganismen und Pilzen Weg zu erhalten Umwandlung von Nahrung - die anaerobe.Diese biologische Oxidation, die ohne Sauerstoff und ohne sein Zutun in irgendeiner Form durchgeführt wird.Diese Bedingungen sind in Orten, wo es keine Luft Zugang: U-Bahn, in faulenden Substrate, Schluffe, Tone, Sümpfe und sogar im Weltraum.

Diese Art der Oxidation hat einen anderen Namen - Glykolyse.Er ist einer der Stufen schwieriger und zeitaufwendig, aber energiereichen Prozess - der Umtausch oder Aerobic-Gewebeatmung.Dies ist der zweite Typ des Prozesses.Es kommt in allen Lebewesen-aerobe heterotrophe, die Sauerstoff für die Atmung zu nutzen.

Somit können die folgenden Arten von biologischen Oxidation.

1. glykolytischen anaeroben Weg.Es erfordert nicht die Anwesenheit von Sauerstoff und endet mit verschiedenen Formen der Fermentation.
2. Gewebeatmung (oxidative Phosphorylierung) oder Aerobic-Arten.Sie erfordert obligatorische Anwesenheit von molekularem Sauerstoff.

Schauspieler

gehen, um sich direkt mit den Funktionen, die biologische Oxidation enthält berücksichtigen.Wir definieren die basischen Verbindungen und ihre Abkürzungen, die weiter verwendet werden können.

1. Acetyl-Coenzym A (Acetyl-CoA) - Kondensation von Oxalsäure und Essigsäure, Coenzym, das in der ersten Stufe des Tricarbonsäurezyklus gebildet wird.
2. Krebszyklus (Zitronensäurezyklus, Zitronensäure) - eine Reihe von komplexen sequenziellen Redox-Transformationen, begleitet von der Freisetzung von Energie, Wasserstoffreduktion, Bildung ist wichtig, Produkte mit niedrigem Molekulargewicht.Er ist die Hauptverbindung der Katalyse und Anabolismus.
3. immer * H - Dehydrogenase-Enzym, steht für Nicotinamid.Die zweite Formel - ein Molekül, das mit einem angebrachten Wasserstoff.NADP - nikotinamidadenindinukletid Phosphat.
4. FAD und FAD * H - Flavinadenindinucleotid - Coenzym-Dehydrogenase.
5. ATP - Adenosintriphosphat.
6. STC - Brenztraubensäure oder Pyruvat.
7. Succinat oder Bernsteinsäure, H3PO4 - Phosphorsäure.
8. GTP - Guanosintriphosphat, eine Klasse von Purinnucleotiden.
9. ETC - Elektronentransportkette.
10. Enzyme Prozess: Peroxidase, Oxygenase, Cytochromoxidase, Flavin-Dehydrogenase Coenzyme und verschiedene andere Verbindungen.

Alle diese Verbindungen werden direkt in dem Oxidationsverfahren, die in den Geweben (Zellen) von lebenden Organismen auftritt beteiligt.

Stadien der biologischen Oxidation: Tisch

Es werden alle Prozesse, die die biologische Oxidation mit Sauerstoff zu begleiten.Selbstverständlich werden sie nicht ausführlicher beschrieben, aber nur in der Natur, für eine detaillierte Beschreibung benötigen ein ganzes Kapitel des Buchs.Alle biochemischen Prozesse von lebenden Organismen ist äußerst vielschichtig und komplex.

Redoxreaktionen

Redoxreaktionen, wobei Beispiele davon werden durch die oben beschriebene Oxidation des Substrats wie folgt illustriert.

1. Glykolyse: Monosaccharid (Glukose) + + 2ADF 2NAD = 2PVK 2ATF + + 4H + + 2H2O NADH.
2. Oxidation von Pyruvat: STC = Enzym + Kohlendioxid + Acetaldehyd.Dann wird der nächste Schritt: Acetaldehyd + Coenzym A = Acetyl-CoA.
3. Reihe von aufeinanderfolgenden Umwandlungen der Zitronensäure in der Krebs-Zyklus.

Diese Redox-Reaktionen, von denen Beispiele oben aufgeführt sind, beziehen sich auf die Essenz der Prozesse, die nur in allgemeiner Form.Es ist bekannt, dass die in Frage kommenden Verbindungen gehören zu den hochmolekularen, oder mit einer großen Kohlenstoffgerüst, so zu porträtieren all die vollständige Formel ist einfach nicht möglich.

Energieertrag von Gewebeatmung

In der obigen Beschreibung ist ersichtlich, dass die Gesamtleistung von all dem Oxidationsenergie zu berechnen ist einfach.

1. zwei Moleküle ATP gibt Glykolyse.
2. Oxidation von Pyruvat 12 ATP-Moleküle.
3. 22 Moleküle fällt auf den Zitronensäurezyklus.

Das Ergebnis: eine komplette biologische Oxidation von aeroben Weg gibt Energie Ausgang gleich 36 Moleküle ATP.Der Wert der biologischen Oxidation ist offensichtlich.Es ist diese Energie von lebenden Organismen zu leben und Funktion sowie zu seinem Körper, Bewegung und andere notwendige Dinge erwärmen verwendet.

anaerobe Oxidation eines Substrats

zweiten Art von biologischer Oxidation - anaerob.Das ist diejenige, die überhaupt durchgeführt wird, die aber bestimmte Arten von Mikroorganismen stoppt.Es Glykolyse, und es ist hier, dass die Unterschiede sind klar in der weiteren Umwandlung von Stoffen zwischen aeroben und anaeroben gesehen.

Stufen der biologischen Oxidation auf diese Weise nur wenige.

1. Glykolyse, dh die Oxidation von Glucose Molekülen in Pyruvat.
2. Gärung, was zu einer Regeneration von ATP.

Fermentation können unterschiedlicher Art sein, je nach Organismus, ihrer Durchführungs.

Lactic Fermentation durch Milchsäurebakterien durchgeführt wird, und einige Pilze.Der Punkt ist, um das STC zu Milchsäure wieder herzustellen.Der Milchprodukte

• ;: Dieser Prozess wird in der Industrie in der Herstellung verwendet werden,
• gebeizt Obst und Gemüse;
• Silage für die Tiere.

Diese Art der Fermentation ist eine der am meisten in die menschlichen Bedürfnisse verwendet.

alkoholische Gärung

bekannten Menschen mit den ältesten Zeiten.Das Wesen des Verfahrens besteht darin, STC in zwei Moleküle Ethanol und zwei Kohlendioxid umzuwandeln.Aufgrund einer solchen Ausbeute dieser Art der Fermentation zu produzieren:

• Brot;
• Wein;
• Bier;
• Süßwaren und andere.

Ausübung seines Pilz Hefe- und Bakterien Mikroorganismen.

Clostridien

Enough knapp spezifische Art der Fermentation.Durchgeführt durch Bakterien der Gattung Clostridium.Unter dem Strich ist die Umsetzung von Pyruvat zu der Buttersäure, die Nahrung gibt einen unangenehmen Geruch und ranzigen Geschmack.Daher

Biooxidation Reaktion geht auf diesem Weg, praktisch nicht in der Industrie verwendet.Allerdings impft Sie sich diese Bakterien Nahrung und Schaden, Senkung ihrer Qualität.