Окислювальне фосфорилювання, субтратне фосфорилювання. Вільне окиснення.

Окислювальне фосфорилювання — один з найважливіших компонентів клітинного дихання, що приводить до отримання енергії у вигляді АТФ. Субстратами окислювального фосфорилювання виступають продукти розщеплення органічних сполук — білки, жири та вуглеводи. У процесі реакцій спряженого окислювального фосфорилювання перенос пари електронів та протонів водню через систему дихального ланцюга, за аеробних умов, приводить до утворення трьох молекул АТФ, а перенос пари електронів та протонів за анаеробних умов призводить до утворення однієї молекули АТФ. Завдяки процесам окислювального фосфорилювання енергія окисних процесів трансформується у енергію зв'язків макроенергічних сполук.

Реакції, в яких енергія, що звільняється на певних окислювальних етапах бродіння запасається у молекулах АТФ, отримали назву субстратного фосфорилювання. Їх особливістю є каталізірованіе розчинними ферментами. Утворений у відновній частини окисно-відновних перетворень зброджуваного субстрату відновник (НАД * Н2, відновлений ферредоксин) переносить електрони на відповідний ендогенний акцептор електрона (піруват, ацетальдегід, ацетон та ін) або звільняється у вигляді газоподібного водню (Н2).

Згідно поширеним уявленням, найбільш древні форми життя, джерелом енергії для яких служили реакції субстратного фосфорилювання, використовували органічні сполуки зовнішнього середовища одночасно по двох каналах: у якості джерела енергії і джерело вуглецю. Поступове вичерпання таких з'єднань з навколишнього середовища поставило організми перед двома проблемами: пошуком нових джерел енергії і нових джерел вуглецю. У першому випадку це призвело до використання енергії світла, у другому - до використання вуглекислоти.

ОКИСНЕННЯ ВІЛЬНОРАДИКАЛЬНЕ — біохімічний процес перетворення кисню, ліпідів, нуклеїнових кислот, білків та інших сполук під дією вільних радикалів, а перекисне окиснення ліпідів (ПОЛ) — одне з його наслідків. Вільні радикали — це сполуки, які мають неспарений електрон на зовнішній орбіталі та виявляють високу реакційну здатність. До первинних вільних радикалів належать супероксидний аніон-радикал, оксид нітрогену; вторинними є гідроксильний радикал, синглетний кисень, пероксид гідрогену, пероксинітрит. Утворення вільних радикалів пов’язане з утворенням вільних електронів при порушеннях процесів окиснення в дихальному ланцюгу, перетворенні ксантину, синтезу лейкотрієнів та простагландинів. Ці реакції залежать від активності ферментів ксантиноксидази, альдегідоксидази, холестериноксидази, ферментів цитохрому Р450. Синтез супероксид-аніону стимулюється ангіотензином ІІ, який утворюється із ангіотензину І під впливом АПФ. Його активність у судинах хворих з вираженим атеросклерозом особливо висока.