Автор: Пользователь скрыл имя, 19 Сентября 2011 в 18:06, реферат
Аэробное окисление в биологических прудах представляет собой процесс минерализации органических веществ под действием микроорганизмов, обитающих в воде. Биологические пруды - это водоемы, в которых создаются наиболее благоприятные для жизнедеятельности микроорганизмов условия (небольшая глубина, отсутствие течений, большое количество микроводорослей, насыщающих воду кислородом, обилие простейших, питающихся бактериями и т.п.).
галактозы
Галактоза, поступающая в клетки, подвергается фосфорилированию при
участии фермента галактокиназы :
СН 2 ОН
СН 2 ОН
|
|
С---
О
С---
О
НО
/Н \ОН
НО
/Н \О - РО 3 Н 2
С
С
С
Н\ОН Н/Н
Н\ОН
Н/Н + АДФ
С---
С
С---
С
Н ОН
Н
ОН
Галактоза
Галактозо-1-фосфат
В следующей реакции образовавшийся Гал-1-ф
взаимодействует с УДФ-глюкозой с образованием УДФ-галактозы:
СН 2 ОН
СН 2 ОН
|
|
С---
О
С---
О
НО /Н \О
- РО 3 Н 2
/Н \О - УДФ
С С
С
С
Н\ОН Н/Н + УДФ-глюкоза ---> Н\ОН
Н/Н + Глюкозо-1-
С---
С
С---
С фосфат
Н ОН
Н
ОН
Галактозо-1-фосфат
УДФ-галактоза
Реакция катализируется ферментом
гексозо 1 фосфатуридилтрансфе-
разой .
Далее УДФ-галактоза
изомеризуется в УДФ-глюкозу
участии фермента эпимеразы :
УДФ-галактоза ------ > УДФ-глюкоза
Затем при взаимодействии с следующей молекулой Гал-1-ф образовавшийся
в составе УДФ-глюкозы глюкозный остаток
выделяется в виде глюкозо-1-фосфата. Гл-1-ф изомеризуется при участии
фосфоглюкомутазы в гл-6-фосфат
и включается в общий путь
окисления глюкозы.
2.1.3.2. Начальный этап метаболизма фруктозы
Фруктоза также после поступления в клетки подвергается
фосфорилированию с использованием в качестве фосфорилирующего агента АТФ.
Реакция катализируется ферментом фруктокиназай . Образовавший-
ся Фр-1-ф расщепляется на глицериновый альдегид и фосфогидроксиацетон
( ФГА ) при участии фермента фруктозо - 1 - фосфатальдо - лазы . Глицериновый
альдегид при участии фермента триозокиназы превращается в
3-фосфоглицериновый альдегид, в ходе фосфорилирования используется молекула
АТФ, переходящая в АДФ. Фосфогидроксиацетон при участии триозофосфатизомеразы
также превращается в 3-фосфоглицериновый альдегид. Таким образом, из молекулы
фрук-
тозы получается 2 молекулы
3-фосфоглицеринового альдегида, а 3-ФГА является промежуточным метаболитом
окислительного расщепления глюкозы.
Схема
превращения фруктозы в 2 молекулы 3 ФГА
АТФ АДФ
| ^
АТФ АДФ
Глицериновый -----
| ^ -->
альдегид ------------
-----
|
Фруктоза ------->
Фр-1-ф ---
3-фосфо-
|
глицери-
|
------> ФДА --------> альдегид
Возможен другой вариант начального этапа метаболизма
фруктозы. В этом случае фруктоза подвергается фосфорилированию при участии
фермента гексокиназы с образованием фруктозо-6-фосфата с использованием в
качестве фосфорилирующего агента АТФ. Однако способность гексокиназы
фосфорилировать фруктозу сильно ингибируется в присутствии глюкозы, поэтому
считается маловероятным, чтобы этот вариант использования фруктозы играл
сколь-либо существенную роль в ее метаболизме.
2.1.3.3. Начальный этап
метаболизма гликогена
Окислительное расщепление остатков глюкозы из молекулы
гликогена чаще всего начинается с его фосфоролитического расщепления: при
участии фермента фосфорилазы с использованием неоргани-
ческого фосфата от молекулы
гликогена последовательно отщепляются
моносахаридные блоки с
образованием глюкозо-1-
участии фосфоглюкомутазы превращается в гл-6-Ф - метаболит окислительного
пути расщепления глюкозы. Такой путь использования гликогена характерен для
клеток мышц или печени.
Для клеток мозга или кожи преобладающим является
амилолитический путь расщепления гликогена: вначале под действием ферментов
амилазы и мальтазы гликоген расщепляется до свободной глюкозы, а затем глюкоза
фосфорилируется и подвергается дальнейшему окислению уже известным нам путем.
2.1.4. Анаэробный метаболизм углеводов
Человек является аэробным организмом, так как основным
конечным акцептором отщепляемых от окисляемых субстратов атомов водорода
является кислород. Парциальное давления кислорода в тканях составляет в среднем
35-40 мм рт. ст. Но это вовсе не значит, что при определенных условиях в тканях
не возникает дефицит кислорода,
делающий невозможным
протекание аэробных окислительных процессов.
Торможение окислительных процессов
при дефиците кислорода связано с тем, что клеточный пул НАД + и
других коферментов. способных акцептировать атомы водорода от окисляемых
субстратов, весьма ограничен. Как только основная их масса переходит в
восстановленное состояние из-за
дефицита кислорода, дегидрирование субстратов прекращается. Развивается
гипоэнергетическое состояние,
которое может стать причиной гибели клеток.
В подобного рода условиях в клетках различных органов
и тканей включаются механизмы, обеспечивающие клетки энергией, не зависящие
от наличия кислорода. Основными из них являются анаэроб - ное
окисление глюкозы - анаэробный гликолиз , и анаэробное расщепление
гликогена - гликогенолиз . В анаэробных условиях расщепление глюкозы и
гликогена идет абсолютно идентичными по сравнению с ранее рассмотренными нами
метаболическими путями вплоть до образования пирувата. Однако далее эти пути
расходятся: если в аэробных условиях пируват подвергается окислительному
декарбоксилированию, то в анаэробных условиях пировиноградная кислота
восстанавливается в молочную кислоту. Реакция катализируется ферментом
лактатде -
гидрогеназой :
СООН
СООН
|
|
С=О +
НАДН+Н + ------> НСОН + НАД +
|
|
СН 3
СН
3
Поскольку в ходе лактатдегидрогеназной реакции
используются молекулы НАДН+Н + , ранее образовавшиеся при окислении
3-фосфоглицериноваго
альдегида в 1,3-дифосфоглицериновую кислоту:
Глюкоза(гликоген) -->
Гл-6-ф --> Фр-6-ф -->
Фр-1,6-бисфосфат -->
3-фосфогли-
1,3-дифосфо-
----> 2 цериновый ---------------> 2
глицериновая ---
альдегид
кислота
| |
|
| |
Информация о работе Аэробное и анаэробное окисление микроорганизмов