Метаболизм. Ферменты (энзимы)

1.

2.

• Чтобы понять роль организмов в природе,
нужно знать многообразие их метаболизма.
Организмы могут проводить сотни и тысячи
реакций, которые не могут происходить в
природных условиях чисто химических путем.
• Это объясняется тем, что организмы влияют
на химические превращения с помощью
ферментов — биокатализаторов белковой
природы — причем могут осуществлять
энергоемкие процессы, подводя извне
необходимую энергию, например в виде АТФ
(АТР)

3.

4.

• Ферменты (энзимы) – самый крупный и
высокоспециализированный класс белковых
молекул.
• Ферменты – катализаторы биохимических реакций
• Осуществляют гетерогенный катализ
• Ферментный катализ отличается от химического
катализа:
• -ограниченный диапазон t, pH, давления (в клетке)
• - строгая специфичность
• - кооперативность и строгая последовательность
(мультиферментные комплексы)
• - наличие механизмов регуляции (а) регуляция
синтеза ферментов, (б)регуляция активности
ферментов

5. По строению ферменты могут быть - однокомпонентными, простыми белками, состоящими только из аминокислот и - двухкомпонентными, сложными бе

По строению ферменты могут быть
- однокомпонентными, простыми белками,
состоящими только из аминокислот и
- двухкомпонентными, сложными белками. Во
втором случае в составе фермента обнаруживается
добавочная группа небелковой природы

6. Чаще всего добавочную группу, прочно связанную, не отделяемую от белковой части (апофермента), называют простетической группой; в отличие о

Чаще всего добавочную группу, прочно связанную, не
отделяемую от белковой части (апофермента),
называют простетической группой; в отличие от этого
добавочную группу, легко отделяющуюся от
апофермента и способную к самостоятельному
существованию, обычно именуют кофактором.
Ингибирование конкурентное и неконкурентное

7. Ингибирование: обратимое и необратимое

конкурентное
неконкурентное

8.

9.

-Первичные дегидрогеназы (НАД(Ф) –зависимые
-Вторичные дегидрогеназы (ФАД) или (ФМН) –зависимые
-Хиноны

10.

Цитотохромы (Г)

11.

12.

13.

• Все микроорганизмы подразделяются на
• - фототрофы и хемотрофы
• (в зависимости от источника энергии для
получения АТФ)
• Фосфорилирование: субстратное,
окислительное, фотофосфорилирование
• - литотрофы и органотрофы
• (в зависимости от доноров электронов в
окислительно-восстановительных реакциях
энергетического обмена )
• -автотрофы и гетеротрофы
• (в зависимости от источника С,
используемого в конструктивных целях)

14.

Источник
энергии
Источник
углерода
Органические молекулы, возникающие
абиогенным путем
В среде
отсутствует
кислород
Брожение (субстратное фосфорилирование)
Неизвестно,
(несерные пурп.
бакт)
свет
Орг. молекулы
Фотоиндуцирован
ный циклический
элект.транспорт
НАД(Ф) Н2
свет
СО2
Фотосинтез
(фотофосфорилирование)
Фотоиндуцир.
нециклический
элект.транспорт
Экзогенный донор электронов
- восстан. соед серы (пурп., зел.,
серобактерии)
- вода
В среде
появляется
кислород
Органические и неорганические молекулы
Окисление с использование кислорода в качестве
конечного акцептора электронов (окислительное
фосфорилирование)

15.

16.

углеводы
глюкоза
2 АТФ
Фруктоза-1,6-дифосфат
Фосфоглицериновый
альдегид (ФГА)
4 АТФ
НАД Н2
Пировиноградная
кислота
+ НАД Н2
СО
- +СО
2
- СО2
2
- Н2
ацетальдегид
Молочная
кислота
+ НАД Н2
этанол
Пропионовая
кислота
Масляная
кислота

17.

18.

Эндо-1,4-β-глюкан-4глюканогидролазы
(Эндо-1,4-β-глюканаза)
Неупорядоченным
способом гидролизует
1,4-β связи
Экзо-1,4-β-глюкан-4глюкогидролазы
(Экзо-1,4-βглюканаза)
Отщепляет глюкозу
HOH2C
O
HO
O
HOH2C
HO
O
O
HO
HO
βглюкозидглюкогиролаз
а или β-глюкозидаза
(целобиаза)
Гидролизует
целлобиозу
O
HOH2C
1,4-β-Dглюканцеллобиогидрол
аза
(Экзо-1,4-β-глюканаза)
Отщепляет целлобиозу
HO
O
HO
O
O
HO
HO
O
HOH2C

19.

20.

углеводы
глюкоза
2 АТФ
Фруктоза-1,6-дифосфат
Фосфоглицериновый
альдегид (ФГА)
4 АТФ
2 НАД Н2
Пировиноградная
кислота
2 НАД Н2
- СО2
Ацетил Со А
2 НАД Н2
Щавелевоуксусная
кислота
Лимонная
кислота
Изолимонная
кислота
Яблочная
кислота
2 НАД Н2
Щавелевоянтарная
кислота
Фумаровая
кислота
ФАД
Кетоглутаровая
кислота
Янтарная
кислота
Сукцинил Ко А
2 АТФ
2 НАД Н2
- СО2
- СО2

21.

22.

глюкоза
2 ПВК
2 ПВК
2 ацетил Ко А
2 ацетил
Ко А
В ЦТК
2 АТФ
НАД
2 АТФ
2 НАД Н2
2 НАД Н2
2 АТФ
6 НАД Н2
2 АТФ
ФАД
Цит в
2 АТФ
Цит с
Цит а
О2
12 (2Н+) +6О2 =12Н2О