Cтраница 3
Таким образом, клетка имеет две формы унифицированной энергии - химическую в форме АТФ и энергию в форме мембранного потенциала. Через мембранный потенциал энергия окисления трансформируется затем в химическую работу ( синтез АТФ, обратный перенос электронов в других местах энергетического сопряжения), в осмотическую работу ( транспорт ионов против градиента через мембрану), в тепло. Главная же функция мембранного потенциала - сопряжение процессов окисления и фосфорилирования. [31]
![]() |
Кибернетические функции катализаторов в порядке усложнения. [32] |
В катализе сходным образом действует увеличение времени жизни ассоциативных комплексов, образованных с катализатором промежуточными или исходными веществами или продуктами реакции. В уменьшении таких задержек заключается основной смысл оптимальных энергий активации и оптимальных теплот адсорбции в катализе. Однако в наиболее характерных случаях кибернетического катализа механизм значительно сложнее. В частности, стадии, решающие для осуществления кибернетических функций ( сопряжение процессов и регулирование тонкого строения продуктов реакции), сравнительно редко контролируют скорость суммарного процесса, поэтому усиленное внимание стадиям, контролирующим скорость слитного процесса, иногда в сложном катализе бывает мало оправданно. [33]
Мембранный перенос массы является результатом сопряжения нескольких процессов, протекающих в мембране, прежде всего диффузии и сорбции компонентов газовой смеси; существенно также влияние дополнительных связей, возникающих в мембранной системе при нарушении принципа аддитивности. Только в газодиффузионных пористых мембранах, где удается организовать свободномолекулярное течение, процессы проницания газов независимы. В общем случае процессы в мембранах взаимно-обусловлены, а такие интегральные характеристики мембран, как проницаемость Л и селективность а, являются результатом сопряжения отдельных процессов. Сорбционно-диффу-зионная модель проницания чистых газов через гомогенные непористые мембраны служит примером сопряжения процессов поверхностной сорбции, растворения и диффузии. [34]
Сопряжение химических реакций в открытой системе делает возможным протекание эндергонических реакций, запрещенных в замкнутых системах, так как при этих реакциях возрастает свободная энергия. Образование каждой пептидной связи происходит с выделением одной молекулы воды. Так как в клетке вода содержится в избытке, должна превалировать обратная реакция гидролиза пептидных связей. Но, как мы видели, поликонденсация сопряжена с экзер-гонической реакцией расщепления АТФ ( см. гл. Сопряжение эндергонических процессов с гидролизом АТФ имеет общее значение в биологии. Посредством сопряжения реализуется универсальная роль АТФ как донора свободной энергии, необходимой для протекания эндергонических процессов. [35]
Окисление биологическое - аэробное и анаэробное превращение биологических субстратов в живом организме с высвобождением заключенной в них энергии. Примером анаэробного превращения являются некоторые реакции гликолиза, в частности окисление фосфоглицеринового альдегида до 1 3-дифосфоглице-риновой кислоты. Превращение уксусной кислоты ( СН3СО - SKoA) до углекислоты и воды в цикле трикар-боновых кислот - пример аэробного окисления. Окисление белков, углеводов и липидов чаще всего начинается с их дегидрирования. Одним из путей окисления является присоединение кислорода, входящего в состав молекул воды. Так, окисление жирных кислот, аминокислот в соответству-ющие окси - и кетокислоты осуществляется сопряжением процессов их дегидрирования и гидратации. Например, потеря атома водорода масляной кислотой ведет к образованию кротоновой кислоты, а последняя, гидратируясь, превращается в а-кетомасля-ную кислоту, которая, дегидрируясь, превращается в ацетоуксусную кислоту. [36]