Azərbaycanca AzərbaycancaБеларускі БеларускіDansk DanskDeutsch DeutschEspañola EspañolaFrançais FrançaisIndonesia IndonesiaItaliana Italiana日本語 日本語Қазақ ҚазақLietuvos LietuvosNederlands NederlandsPortuguês PortuguêsРусский Русскийසිංහල සිංහලแบบไทย แบบไทยTürkçe TürkçeУкраїнська Українська中國人 中國人United State United StateAfrikaans Afrikaans
Підтримка
www.wikidata.uk-ua.nina.az

Катаболі зм дисиміля ція енергети чний о бмін процес метаболічного розпаду розкладання на простіші речовини або окисненн

Катаболізм

Катаболізм

Катаболі́зм, дисиміля́ція, енергети́чний о́бмін — процес метаболічного розпаду, розкладання на простіші речовини або окиснення якої-небудь речовини, що зазвичай протікає з вивільненням енергії у вигляді тепла і АТФ. Катаболічні реакції лежать в основі дисиміляції: втрати складними речовинами своєї специфічності для даного організму в результаті розпаду.

Загальний опис

Фаза метаболізму, що включає розщеплення складних органічних молекул на простіші кінцеві продукти і яка супроводиться виділенням біологічно доступної енергії. Сюди відноситься ферментативне розщеплення вуглеводів, жирів, білків та ін. речовин в організмі. Виділена при процесах окиснення біологічно доступна енергія акумулюється в формі енергії зв'язків між залишками фосфорної кислоти в АТФ або інших сполук, а також у формі трансмембранного потенціалу йонів Н+. Сукупність реакцій синтезу органічних сполук називається анаболізмом.

Прикладами катаболізму є перетворення етанолу через стадії ацетальдегіду (етаналя) і оцтової кислоти (етанової кислоти) на вуглекислий газ і воду, або процес гліколізу — перетворення глюкози на молочну кислоту або піровиноградну кислоту і далі вже в дихальному циклі — знову-таки на вуглекислий газ і воду.

Інтенсивність катаболічних процесів і переважання тих або інших катаболічних процесів як джерела енергії в клітинах регулюється, в більшості багатоклітинних організмів за допомогою гормонів. Наприклад, гормони ссавців глюкокортикоїди підвищують інтенсивність катаболізму білків і амінокислот, одночасно інгібуючи катаболізм глюкози, а інсулін, навпаки, прискорює катаболізм глюкози і гальмує катаболізм білків.

Катаболізм є протилежністю анаболізму — процесу синтезу або нових, складніших, сполук з простіших, що протікає з витратою енергії АТФ або інших джерел. Співвідношення катаболічних і анаболічних процесів в клітині знову-таки активно регулюється. Наприклад, гормони ссавців адреналін або глюкокортикоїди зрушують баланс обміну речовин в клітині у бік переважання катаболізму, а інсулін, соматотропін, тестостерон — у бік переважання анаболізму.

Безкисневий катаболізм

Безкисневий етап — ферментативне розщеплення простих органічних сполук у клітинах. Прикладом такого є гліколіз(від грец. glykys— солодкий і lysis— розпад)— багатоступінчасте безкисневе розщеплення Глюкози на дві молекули піровиноградної або молочної кислоти у м'язових клітинах. У процесі розпаду глюкози беруть участь 13 різних ферментів. Під час гліколізу виділяється 200 кДж енергії. 84 кДж використовується для синтезу 2-х молекул АТФ, а решта (116 кДж) використовується у вигляді теплоти.

Інші типи

Спиртове бродіння — тип перетворення глюкози, коли вона розпадається на дві молекули етилового спирту та дві молекули вуглекислого газу.

Молочно-кисле (молочне) бродіння — вид безкисневого бродіння.

Окисний катаболізм

Кисневий(аеробний) етап здійснюється на мембранах мітохондрій. Важливе місце в аеробному енергетичному обміні належить циклу Кребса, названому так на честь англійського біохіміка Ганса Кребса, який відкрив цей процес у 1937 році. На початку циклу піровиноградна кислота реагує з щавлевооцтовою, утворюючи лимонну кислоту. Остання через низку послідовних реакцій перетворюється на інші кислоти. Внаслідок таких перетворень відтворюється щавлевооцтова кислота, яка знов реагує з піровиноградною і цикл знов повторюється. У кожному циклі Кребса утворюється одна молекула АТФ. Крім того, в ході біохімічних реакцій циклу від органічних кислот відщеплюються атоми Гідрогену. Ці атоми відновлюють певні сполуки.

Схема катаболізму в еукаріот

Катаболізм
Етапи (види) Значення
Підготовчий етап — розщеплення високомолекулярних органічних речовин до низькомолекулярних на основі реакцій гідролізу у травному каналі в цитоплазмі клітин за участі травних ферментів:
  • білки + вода → амінокислоти + Е;
  • жири + вода → гліцерин + вищі жирні кислоти + Е;
  • полісахариди + вода → глюкоза + Е.

Енергія, яка утворилася на цьому етапі, розсіюється у вигляді тепла

Безкисневий етап (гліколіз) Гліколіз відбувається за участі ферментів, що розміщені у розчинній частині цитоплазми. 60 % енергії втрачається у вигляді тепла, а 40 % йде на синтез двох молекул АТФ з утворенням ПВК, чотирьох атомів H та НАД (фермент небілкової природи, що каталізує окисно-відновні реакції та переносить атоми H [динуклеотид, що побудований з аміду нікотинової кислоти та аденіну, об'єднаними ланцюгом із двох залишків Р3PO4 та двох залишків рибози]; відновлена форма — НАДФ — передає атоми H іншим речовинам)):
, цикл Кребса (аеробні організми) Біологічне окиснення здійснюється в мітохондріях (на внутрішніх мембранах), куди потрапляє ПВК. Там вона бере участь у циклі Кребса, внаслідок якого додатково утворюються водень та НАДН як відновлена форма НАД+.

У матриксі утворюється вуглекислий газ, на кристах відбувається окиснення H з утворенням води та АТФ:

  • 2ПВК + 6O2 + 4H→6CO2 + 6H2O + 36АТФ (загальна формула)
Бродіння (анаеробні організми) Бродіння — безкисневе перетворення ПВК на інші речовини.
  • Молочнокисле:
    • 2ПВК + 2НАДН + H+ → 2C3H6O2;
  • Спиртове:
    • 2ПВК + 2НАДН + H+ → 2C2H5OH + 2CO2

У аеробних організмів за інтенсивної роботи м'язів відбувається молочнокисле бродіння. Це забезпечує певну незалежність м'язів від об'єму кисню, який може окиснювати ПВК за певний проміжок часу

Див. також

Посилання

  • Деструкція (дисиміляція) //  : навч.-метод. посіб. / уклад. О. Г. Лановенко, О. О. Остапішина. — Херсон : ПП Вишемирський В. С., 2013. — С. 64.
  • Дисиміляція //  : навч.-метод. посіб. / уклад. О. Г. Лановенко, О. О. Остапішина. — Херсон : ПП Вишемирський В. С., 2013. — С. 69.
  • КАТАБОЛІЗМ [ 24 вересня 2015 у Wayback Machine.]

Примітки

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет

Kataboli zm disimilya ciya energeti chnij o bmin proces metabolichnogo rozpadu rozkladannya na prostishi rechovini abo okisnennya yakoyi nebud rechovini sho zazvichaj protikaye z vivilnennyam energiyi u viglyadi tepla i ATF Katabolichni reakciyi lezhat v osnovi disimilyaciyi vtrati skladnimi rechovinami svoyeyi specifichnosti dlya danogo organizmu v rezultati rozpadu Zagalnij opisFaza metabolizmu sho vklyuchaye rozsheplennya skladnih organichnih molekul na prostishi kincevi produkti i yaka suprovoditsya vidilennyam biologichno dostupnoyi energiyi Syudi vidnositsya fermentativne rozsheplennya vuglevodiv zhiriv bilkiv ta in rechovin v organizmi Vidilena pri procesah okisnennya biologichno dostupna energiya akumulyuyetsya v formi energiyi zv yazkiv mizh zalishkami fosfornoyi kisloti v ATF abo inshih spoluk a takozh u formi transmembrannogo potencialu joniv N Sukupnist reakcij sintezu organichnih spoluk nazivayetsya anabolizmom Prikladami katabolizmu ye peretvorennya etanolu cherez stadiyi acetaldegidu etanalya i octovoyi kisloti etanovoyi kisloti na vuglekislij gaz i vodu abo proces glikolizu peretvorennya glyukozi na molochnu kislotu abo pirovinogradnu kislotu i dali vzhe v dihalnomu cikli znovu taki na vuglekislij gaz i vodu Intensivnist katabolichnih procesiv i perevazhannya tih abo inshih katabolichnih procesiv yak dzherela energiyi v klitinah regulyuyetsya v bilshosti bagatoklitinnih organizmiv za dopomogoyu gormoniv Napriklad gormoni ssavciv glyukokortikoyidi pidvishuyut intensivnist katabolizmu bilkiv i aminokislot odnochasno ingibuyuchi katabolizm glyukozi a insulin navpaki priskoryuye katabolizm glyukozi i galmuye katabolizm bilkiv Katabolizm ye protilezhnistyu anabolizmu procesu sintezu abo novih skladnishih spoluk z prostishih sho protikaye z vitratoyu energiyi ATF abo inshih dzherel Spivvidnoshennya katabolichnih i anabolichnih procesiv v klitini znovu taki aktivno regulyuyetsya Napriklad gormoni ssavciv adrenalin abo glyukokortikoyidi zrushuyut balans obminu rechovin v klitini u bik perevazhannya katabolizmu a insulin somatotropin testosteron u bik perevazhannya anabolizmu Bezkisnevij katabolizmBezkisnevij etap fermentativne rozsheplennya prostih organichnih spoluk u klitinah Prikladom takogo ye glikoliz vid grec glykys solodkij i lysis rozpad bagatostupinchaste bezkisneve rozsheplennya Glyukozi na dvi molekuli pirovinogradnoyi abo molochnoyi kisloti u m yazovih klitinah U procesi rozpadu glyukozi berut uchast 13 riznih fermentiv Pid chas glikolizu vidilyayetsya 200 kDzh energiyi 84 kDzh vikoristovuyetsya dlya sintezu 2 h molekul ATF a reshta 116 kDzh vikoristovuyetsya u viglyadi teploti Inshi tipi Spirtove brodinnya tip peretvorennya glyukozi koli vona rozpadayetsya na dvi molekuli etilovogo spirtu ta dvi molekuli vuglekislogo gazu Molochno kisle molochne brodinnya vid bezkisnevogo brodinnya Okisnij katabolizmKisnevij aerobnij etap zdijsnyuyetsya na membranah mitohondrij Vazhlive misce v aerobnomu energetichnomu obmini nalezhit ciklu Krebsa nazvanomu tak na chest anglijskogo biohimika Gansa Krebsa yakij vidkriv cej proces u 1937 roci Na pochatku ciklu pirovinogradna kislota reaguye z shavlevooctovoyu utvoryuyuchi limonnu kislotu Ostannya cherez nizku poslidovnih reakcij peretvoryuyetsya na inshi kisloti Vnaslidok takih peretvoren vidtvoryuyetsya shavlevooctova kislota yaka znov reaguye z pirovinogradnoyu i cikl znov povtoryuyetsya U kozhnomu cikli Krebsa utvoryuyetsya odna molekula ATF Krim togo v hodi biohimichnih reakcij ciklu vid organichnih kislot vidsheplyuyutsya atomi Gidrogenu Ci atomi vidnovlyuyut pevni spoluki Shema katabolizmu v eukariotKatabolizm Etapi vidi Znachennya Pidgotovchij etap rozsheplennya visokomolekulyarnih organichnih rechovin do nizkomolekulyarnih na osnovi reakcij gidrolizu u travnomu kanali v citoplazmi klitin za uchasti travnih fermentiv bilki voda aminokisloti E zhiri voda glicerin vishi zhirni kisloti E polisaharidi voda glyukoza E Energiya yaka utvorilasya na comu etapi rozsiyuyetsya u viglyadi tepla Bezkisnevij etap glikoliz Glikoliz vidbuvayetsya za uchasti fermentiv sho rozmisheni u rozchinnij chastini citoplazmi 60 energiyi vtrachayetsya u viglyadi tepla a 40 jde na sintez dvoh molekul ATF z utvorennyam PVK chotiroh atomiv H ta NAD ferment nebilkovoyi prirodi sho katalizuye okisno vidnovni reakciyi ta perenosit atomi H dinukleotid sho pobudovanij z amidu nikotinovoyi kisloti ta adeninu ob yednanimi lancyugom iz dvoh zalishkiv R3PO4 ta dvoh zalishkiv ribozi vidnovlena forma NADF peredaye atomi H inshim rechovinam Glyukoza 2PVK 4H 2ATF sklad adenin riboza ta tri zalishki H3PO4 zagalna formula 4H 2NAD 2NADFN H Skladovi reakciyi glikolizu glyukoza ATF glyukozo 6 fosfat ADF geksokinaza ta glyukokinaza glyukozo 6 fosfat fruktozo 6 fosfat fosfogeksoizomeraza fruktozo 6 fosfat ATF ADF fruktozo 1 6 difosfat fosfofruktokinaza fruktozo 1 6 difosfat gliceraldegidtrifosfat digidroksiacetonfosfat aldolaza NAD Fn gliceraldegidtrifosfat 1 3 bisfosforna kislota NADN gliceraldegidtridegidrogenaza ADF 1 3 bisfosfoglicerinova kislota 3 fosfoglicerinova kislota ATF fosfogliceratkinaza 3 fosfoglicerinova kislota 2 fosfoglicerinova kislota fosfogliceratmutaza 2 fosfoglicerinova kislota fosfoenolpiruvat enolaza fosfoenolpiruvat oksaloacetat fosfoenolpiruvatkarboksilaza oksaloacetat malat malatdegidrogenaza malat oksaloacetat malatdegidrogenaza oksaloacetat PVK piruvatkarboksilaza cikl Krebsa aerobni organizmi Biologichne okisnennya zdijsnyuyetsya v mitohondriyah na vnutrishnih membranah kudi potraplyaye PVK Tam vona bere uchast u cikli Krebsa vnaslidok yakogo dodatkovo utvoryuyutsya voden ta NADN yak vidnovlena forma NAD Skladovi reakciyi ciklu Krebsa oksaloacetat acetil CoA H2O citrat CoA Sh citratsintaza citrat cis akonitat H2O akonitaza cis akonitat H2O izocitrat akonitaza izocitrat NAD oksalocukcinat NADN N izocitratdegidrogenaza oksalosukcinat a ketoglutarat CO2 izocitratdegidrogenaza a ketoglutarat NAD CoA SH sukcinil CoA NADH H CO2 alfaketoglutaratdegidrogenaza sukcinil CoA GDF Pi sukcinat GTF CoA sukcinilkoferment A sintetaza sukcinat ubihinon futamat ubihinol sukcinatdegidrogenaza fumarat H2O L malat fumaraza L malat NAD oksaloacetat NADN N malatdegidrogenaza U matriksi utvoryuyetsya vuglekislij gaz na kristah vidbuvayetsya okisnennya H z utvorennyam vodi ta ATF 2PVK 6O2 4H 6CO2 6H2O 36ATF zagalna formula Brodinnya anaerobni organizmi Brodinnya bezkisneve peretvorennya PVK na inshi rechovini Molochnokisle 2PVK 2NADN H 2C3H6O2 Spirtove 2PVK 2NADN H 2C2H5OH 2CO2 U aerobnih organizmiv za intensivnoyi roboti m yaziv vidbuvayetsya molochnokisle brodinnya Ce zabezpechuye pevnu nezalezhnist m yaziv vid ob yemu kisnyu yakij mozhe okisnyuvati PVK za pevnij promizhok chasuDiv takozhAnabolizm Shema Klarka Himichnij sklad klitini Zakon RubneraPosilannyaDestrukciya disimilyaciya navch metod posib uklad O G Lanovenko O O Ostapishina Herson PP Vishemirskij V S 2013 S 64 Disimilyaciya navch metod posib uklad O G Lanovenko O O Ostapishina Herson PP Vishemirskij V S 2013 S 69 KATABOLIZM 24 veresnya 2015 u Wayback Machine Primitki

Дата публікації:
Топ