Май қышқылды ашу

Оттексіз тыныс алу процестері. Анаэробты тыныс алудыңрекшелігі. Анаэробты жағдайда электрондар тасымалдануы.

Жоспар

Кіріспе

Негізгі бөлім

тыныс алу процесі;

тыныс алудың гликолиздік жолы;

гликолиздің қызметтері;

анаэробты сатысы;

электрон тасымалдаушы тізбек;

ашу процесі және оның түрлері

ІІІ. Қорытынды

Сұрақ - жауап;

ІV. Қолданылған әдебиеттер

Кіріспе

Тыныс алу деп өсімдіктің тірі ұлпаларында органикалық заттың бос оттегінің қатысуымен ыдырап, С02 және Н20 бөлініп шығуының және бұл процесте өсімдік тіршілігі үшін керекті белгілі қуат босауын айтады. Дем алу - барлық тірі организмдерге тән өте маңызды қызмет. Тіптен сонау XVII ғасырдың бастапқы жылдарының өзінде-ақ Крук атты зерттеуші адам денесін сипаттай келіп: «дем алу процесінсіз тіршілік болмайды», - деп жазды. Бұл пікір төменгі сатыдағы жануарлар мен өсімдіктер әлеміне бұдан әлдеқайда кейінірек қолданыла бастады.

Тыныс алудың тарихы

Көрнекті неміс оқымыстысы Ю. Либих өсімдікте тыныс алу процесінің бар екендігіне сенбеген. Ол өсімдік бөліп шығаратын С02-ні өсімдік сіңіріп, бірақ фотосинтез процесінде күндіз жаратып үлгере алмаған С02 деп ойлаған.

Өсімдіктің тыныс алуы жөніндегі ілімнің дамуына, оның химизмін анықтауға, әсіресе, орыс ғалымдары И. П. Бородин, А. Н. Бах, В. И. Палладин, С. П. Костычев және т. б. зерттеулері зор әсер етті.

Өсімдіктің тыныс алуы жөнінде бірінші толық мағлүмат берген академик И. П. Бородиннің зерттеулері болатын.

Өсімдіктің тыныс алу процесіне К. А. Тимирязев те кезінде көп көңіл бөлген. Ол Либихтың өсімдікте тыныс алу процесі болмайды деген көзқарасын қатты сынады. Тыныс алу кезінде глюкозаның химиялық айналысының жинақты формуласы мынандай:

С6Н1206 + 602 = 6С02 + 6Н20 + 674 ккал

Тыныс алудың гликолиздік жолы

Бұл процесс 2 сатыдан тұрады:

анаэробты және аэробты.

Екі фаза әртүрлі компаненттерде жүреді. Анаэробты фаза гликолиз цитоплазма, хлоропласт, аэробты митохондрияда жүреді.

Анаэробты сатысы

Гликолиз барлық тірі клеткаларда жүреді. Гликолиз барысында гексоза 2молекула пирожүзім қышқылына айналады:

Осы тотығу реакцичсы бірнеше сатылар арқылы анаэробты жүреді.

Гликолиз

Гликолиз - глюкозаның анаэробты ыдырауы, ол энергия бөліну процесімен сипатталады, соңғы өнім пирожүзім қышқылы.

Ағылшын биохимигі А. Гарден және К. А. Тимириязевтің шәкірті Л. А. Иванов 1905ж. спирттік ашу процесінде бейорганикалық фосфат байланысып, ол органикалық күйіне айналады деп ұйғарған.

Гликолиз 3сатыдан тұрады:

Дайындық сатысы - гексозаның фосфорлануы, оның 2 фосфотриозаға ыдырауы.

Біріншілік субстраттық фосфорлану, ол 3фосфоглицерин альдегидтен басталады және 3-фосфоглицеринмен аяқталады.

Екінші субстраттық фосфорлану - 3 - фосфоглицеринқышқылы молекулааралық тотығуынан бір фосфатты береді, АТФтүзіледі.

І. Дайындық сатысы

Гексозаның фосфорлануы, оның 2фосфотриозаға ыдырауы.

Гексокиназа, Mg2+

Глюкоза + АТФ глюкозо-6-фосфат + АДФ

Сосын глюкозо - 6-фосфат изомерленіп фруктоза - 6 -фосфатқа айналады

3. АТФ-тың көмегімен фруктоза тағы фосфорланады. Фосфор фруктозаның 1-ші көміртек атомымен байланысады, бұл процесс фосфофруктокиназа ферментімен катализденеді.

4. Фруктоза -1, 6-дифосфат - лабильдік фураноздық түрі, фосфат түрлері симметриялы орналасқан. Сонымен дайындық сатысында гексоза 2рет фосфорланып, активтенеді және фураноздық түрге айналып, 3- және фосфодиоксиацетонға ыдырайды. ІІ. Бірінші субстраттық фосфорлану. 3-ФГА-дан гликолиздің 2-сатысы басталып, 3-фосфоглицерин қышқылымен аяқталады.

Альдегидтің қышқылға дейін тотығуы энергия бөлінумен байланысты. Әрбірфосфотриозаға бір молекула АТФсинтезделеді. Фосфоглицерин альдегидтің дегидрогеназа ферменті 3-ФГА-мен фермент субстраттық кешен түзеді, онда субстрат тотығады және электрондар мен протондар NAD+ -қа тасымалданады. Жоғарғы энергиялық фосфорлы топ көмегімен АДФ-қа тасымалданады, АТФ-түзіледі.

Фосфаттың жоғарғы энергиялы ковалеттік байланысы тотығатын субстратта түзілген себебінен бұл процесс субстраттық фосфорлану д. а. Сонымен, гликолиздің 2-сатысында АТФ-пен тотықсызданған НАДН түзіледі.

ІІІ. Соңғы сатысы екінші субстраттық фосфорлану. 3-фосфоглицерин қышқылы фосфоглицератмутаза көмегімен 2-фосфоглицерин қышқылынан судың молекуласының алынуын катализдейді. Бұл реакцияда фосфоэнолпируват түзіледі.

1НАДН тотыққанда митохондриядағы электрон тасымалдау тізбегінде О2 бар жағдайда 3 молекула АТФ түзіледі.

1NADH 3АТФ

3АТФх 2триоза = 6АТФ

1-сатысы. АТФ түзілмейді, тек пайдаланады.

2-сатысы. 1-глюкоза 4АТФ - 2АТФ (гликолиздің бірінші сатысында гексозаның фосфорлануы) = 2АТФ

3-сатысы. 2триоза 2НАДН (1НАДН 3АТФ) =6АТФ

2АТФ+6АТФ = 8АТФ = 80кКалл.

Анаэробты жағдайда электрондар тасымалдануы

Гликолиздің қызметтері: 1. тыныс алудың субстраттарын және Кребс циклын байланыстырады; 2. глюкозаның 1молекуласы тотыққанда клеткаға 2молекула АТФ және 2молекула НАДН жеткізіледі. 3. Клеткаға керекті интермедиаттарды синтездейді 4. хлоропласттарда гликолиздің реакциялары АТФ-тің синтезіне, НАДФН-тан тәуелсіз, тікелей жолын береді; гликолиз арқылы хлоропласттарды қор ретінде жинақталған крахмал триозаларға айналады, олар хлоропласттардан клеткаға таралады.

Микроорганизімдердің табиғатта азотсыз органикалық заттарды өзгеріске ұшыратуының үлкен маңызы бар. Мысалы, көмірқышқыл газы органикалық заттардан бөліну нәтижесінде атмосфераға қайтып оралады. Осы процесте бактериялардың атқаратын рөлі зор. Көмірқышқыл газының атмосфераға қайтып оралатын жолының бірі -ашу процесі. Ашу деп мироорганизімдердің әсерінен көмірсу, май, белок және басқа даорганикалық заттардың түрлі биохимиялық өзгерістерге ұшырауын айтады.

Тек ұлы Пастердың зерттеулерінің нәтижесінде ғана /1860/ ашу процесінің табиғаты дұрыс анықталды. Пастер спиртті ашу дың оттегі жоқ кезінде ашытқыш саңырауқұлақтарда тыныс алу органына жүретін процесс екнддігін анықтады. Ал, оттегі бар ауада бұл микроорганизімдер кәдімгідей тыныс алады.

Ашу процесі және оның түрлері

Спиртті ашу. Қанттың спиртті ашу нәтижесінде этил спирты мен СО2 пайда болады.

Спирт өнеркәсіптік өндірісі

Спирттік ашу - ашытқы саңырауқұлақтардың көмегімен қантты заттарды спиртке және көмір қышқыл газына айналуы. Негізінен спирттік ашу процесіне сахаромицет тобына жататын ашытқы саңырауқұлақтар қатынасады. Мұнда этил спирті мен көмір қышқыл газынан басқа да қосымша заттар түзіледі. Оларға: сірке альдегиді, глицерин, сірке және янтарь қышқылдары, т. б. жатады.

Спирттік ашу процесінің тұрмыста үлкен маңызы бар, өйткені оның нәтижесінде тамақ өндірісі, адамға керекті әр түрлі арақшарап ішімдіктері даярланады. Жүзім шырынынан - шарап, коньяк жасалады, қамыс қантынан - ром, арақ; крахмалға бай дәндерден (арпа, жүгері, бидай) -сыра, квас, виски; күріш пен тарыдан - сакэ деген шарап, боза, көже және тағы басқаларды даярлайды.

Этил спиртін алу технологиясы

Су, а-амилаза

Екіншілік бу

Өткір бу

Шикізат дайындау

Илемді дайындау және жылыту

Қоспа

Езілу

Езілген масса

Ашытқы таза дақылы

Егілетін ашытқыларды дайындау

Туынды ашытқыларды дайындау

Ашу

Жетілген ашытқы

Суыту

Қанттандырылған сусло

Қанттандыру

Суыту

Қанттандыратын заттар

Май қышқылды ашу

Май қышқылды ашу - анаэробты жағдайда майқышқылды бактериялардың қатысуымен қанттың май қышқылы, СО2 мен Н2 дейін ыдырауымен жүретін күрделі биохимиялық процесс.

Жанама өнім ретінде бутил спирті, ацетон, этил спирті, сірке қышқылы түзіледі.

май қышқылы

Күрделі органикалық заттардың ыдырауы;

Табиғаттағы көміртегі айналымына қатысады;

Топырақтың түзілуі;

Ауыл шаруашылығы малдары жемдерін бұзады;

Май қышқылдарының эфирлері - парфюмерия мен фармацевтикада қолданылады;

Ацетон мен бутанол өндірісінде

Май қышқылды ашу процесінің маңызы

Май қышқылды ашу процесінің реакциялары

Май қышқылды ашу процесінің субстраты негізінен көмірсулар. Май қышқылды бактериялар көмірсуларды, спирттер мен қышқылдарды, жоғары молекулалы көмірсулар - крахмал, гликоген, декстриндерді ыдыратуға қабілетті.

полисахаридтер глюкозаға изомерленетін моносахаридтерге ыдырайды;

глюкоза пируватқа дейін гликолитикалық ыдырауға ұшырайды;

пируваттың декарбоксильденуі ацетил-СоА түзілуіне әкеледі, бір мезгілде тотықсызданған ферредоксиннің түзілуі жүзеге асады. Реакцияны пируват катализдейді.

Тотықсызданған ферредоксиннен Н2-нің бөлініп шығуын гидрогеназа катализдейді.

Клостридия гидрогеназаларының негізгі қызметі - катаболитикалық реакцияларда түзілетін тотықсызданушы эквиваленттерден (электрондар) құтылу, олар Н+ -ке тасымалданып, клеткадан молекулярлы сутегі түрінде жойылады.

C. pasteurianum гидрогеназалары жақсы зерттелген. Фермент бір суббірліктен тұрады, молекулалық салмағы 60 000 Да. Молекуласында Fe4 S4 типтегі үш орталығы бар. Клостридия гидрогеназаларының электрон доноры (акцепторы) ретінде ферредоксин қызмет атқарады.

Клетка бұзылғанда гидрогеназалық белсенділік еритін фракцияларында: периплазматикалық кеңістік пен цитоплазмада байқалады.