Оглавление

Биология Лекции ИД Равновесие
Биология Лекции ИД Равновесие

Вопрос 83. Хемосинтез. Гетеротрофная ассимиляция. Обмен жиров и белков

1. Хемосинтез Помимо фотосинтеза существует еще одна форма автотрофной ассимиляции - хемосинтез, свойственный некоторым бактериям. В отличие от фотосинтеза, источником энергии здесь служит не свет, а окисление неорганических веществ. Хемосинтез, как и фотосинтез, включает:

  • преобразование энергии

  • и вещества.

    • При превращении веществ из СО2 образуются (в основном таким же путем, как при фотосинтезе) органические ассимилянты, в частности углеводы. Они получаются в результате окисления неорганических веществ, например Н2S.
    Часть электронов, отнятых у неорганических веществ (окисление!), переносится на NAD (например, H2S + NAD+ (r) S + NAD x H + Н+) и используется для восстановления при превращении веществ.
    Другая часть через цепь транспорта электронов направляется к кислороду и доставляет энергию для синтеза АТР, подобно тому, как это происходит в цепи дыхания.

    2. Гетеротрофная ассимиляция Гетеротрофные клетки должны потреблять в качестве пищи органические вещества. Гетеротрофная ассимиляция сводится в основном к процессам перестройки молекул. Например, поглощаемые белки расщепляются до аминокислот, из которых вновь синтезируются белки, свойственные данному организму. Необходимую для этого энергию доставляют процессы диссимиляции.
    Многие плесневые грибы обладают многообразием путей метаболизма. При этом организму достаточно одного-единственного органического вещества, чтобы синтезировать все необходимые соединения. При этом представители различных классов веществ превращаются друг в друга:

  • аминокислоты в углеводы;

  • углеводы в жиры и т. д.

    • Большинство других организмов из-за ограниченной способности к синтезу должны получать совершенно определенные (так называемые незаменимые) органические вещества, например аминокислоты. Обмен веществ у гетеротрофных клеток в основном катаболический, так как ассимиляция у них включает как катаболические, так и анаболические реакции, а диссимиляция - только катаболические.
    В автотрофных клетках в связи с питанием неорганическими веществами преобладают анаболические реакции - приблизительно в той же мере, в какой ассимиляция преобладает у них над диссимиляцией.

    3. Метаболизм жиров и белков Жиры - отличные субстраты для дыхания. Они гидролизуются до глицерина и жирных кислот. Глицерин превращается в дигидроксиацетонфосфат, используемый в процессе гликолиза. Жирные кислоты в процессе окисления постепенно расщепляются до ацетильных остатков, которые в форме ацетил-коэнзима А (ацетил-СоА) поступают в цикл лимонной кислоты:
    С17Н35СООН+9СоА-SH+7Н2О (r) 9СоА-S~CОCH3+16[Н2].
    Биосинтез жирных кислот начинается с ацетил-СоА, но идет не по тому пути, по которому они расщепляются.
    Биосинтез глицерина начинается с дигидроксиацетонфосфата.
    Белки расщепляются протеазами. Освобождающиеся 20 различных аминокислот используются организмом по-разному:

  • используются для синтеза новых белков;

  • различными путями распадаются до пирувата, ацетил-СоА и промежуточных продуктов цикла лимонной кислоты:

  • альфа-кетоглутарата;

  • сукцината;

  • фумарата;

  • малата;

  • оксалоацетата.

    • Продукты расщепления аминокислот могут также использоваться для синтеза углеводов (глюконеогенез) или выделяться в органической форме.
    Микроорганизмы и растения способны синтезировать все 20 аминокислот. Пути синтеза их углеродных скелетов ответвляются от процессов ассимиляции или диссимиляции. По исходному веществу аминокислоты подразделяются на ряд групп. Аминогруппы образуются из поглощенного азота, чаще всего неорганического.
    Биология Лекции ИД Равновесие

    LUXDETERMINATION 2010-2013