Механизм действия таких разобщающих агентов, как ДНФ, состоит в нарушении связей между промежуточными процессами преобразования энергии. Так, в присутствии ДНФ не происходит образования АТФ и отсутствует «обратное давление» энергии на переносчики электронов, поскольку накапливающаяся энергия рассеивается в виде тепла. Короче говоря, точка приложения действия разобщающих агентов лежит между процессом переноса электронов и фосфорилированием; в результате воздействия этих агентов нарушается взаимное сцепление «шестерен», что позволяет процессу дыхания происходить с максимальной, неконтролируемой скоростью. С другой стороны, такие ингибиторы сопряжения, как олигомицин, предотвращают взаимодействие между адениловыми нуклеотидами и системой фосфорилирования, так что АДФ не имеет более возможности способствовать рассеиванию энергии, накапливающейся в системе преобразования энергии; поскольку эти две системы все еще сопряжены, то «обратное давление» энергии сдерживает процесс переноса электронов даже в присутствии АДФ.

Однако дыхание вновь достигает максимальной величины при добавлении ДНФ, благодаря тому что этот разобщающий агент действует, устраняя взаимосвязь между дыхательной цепью и точкой приложения эффекта олигомицина на завершающий этап процесса образования АТФ.

Источники электронов, поступающих в систему окислительного фосфорилирования, многочисленны и разнообразны. Мы видели, например, что промежуточные продукты обмена углеводов сукцинат и а-глицерофосфат, а также жирные кислоты (путем окисления их КоА-производных) могут, перенося электроны прямо на флавопротеиды дыхательной цепи, давать отношение Р : О, равное двум. Другие продукты обмена углеводов (пируват, малат, изоцитрат или а-кетоглутарат), жиров (окси-формы КоА-производных жирных кислот или оксибутират) и аминокислоты (глутамат или пролин), перенося свои электроны в форме НАД-Н, дают отношение Р : О, равное трем.

Этот перечень отнюдь не полон: многие другие компоненты пищевых продуктов или тканей служат топливом для дыхательной цепи в зависимости от сложившихся условий в отношении наличия в системе веществ и потребности в них. Однако один источник, выполняющий особенно важную роль в загрузке метаболической цепи окислительного фосфорилирования, требует специального и более подробного рассмотрения. Речь идет о процессе, посредством которого совершается, казалось бы, простое превращение двухугле-родных соединений (например, ацетат) до 2 моль С02. Как и в случае казавшегося простым расщепления гексозы на два трехуглеродных компонента, природа сделала этот процесс весьма сложным.

В данном случае мы имеем дело с состоящей из множества ферментов системой, работающей, как колесо, или цикл реакций. В соответствии с названием одного из наиболее важных реагирующих соединений этот процесс обычно обозначают термином цикл лимонной кислоты, либо — в более общей форме — цикл трикарбоновых кислот, или (в честь открывшего его исследователя) — цикл Кребса.

Ацетат поступает в этот цикл в активированной форме, в виде тиоэфира кофермента А, или ацетил-КоА. Значение цикла лимонной кислоты в процессах обмена веществ основывается на том факте, что ацетил-КоА играет чрезвычайно важную роль как конечный продукт катаболизма, образующийся из углеводов в результате декарбоксилирования пирувата, из липидов — путем последовательного отделения двухуглеродных фрагментов от длинных алкильных цепей при окислении жирных кислот, а также из таких аминокислот, как лизин, фенилаланин, тирозин, лейцин и изолейцин — в ходе процессов их катаболизма.

Более того, в образование промежуточных продуктов этого цикла вносят свой вклад и многие другие аминокислоты, после того как они подвергаются дезамини-рованию: глутамат, пролин, гистидин, аргинин (до а-кетоглутарата), аспартат (до оксалоацетата), а также аланин, цистеин, серии и глицин (до пирувата). Не будет преувеличением назвать цикл лимонной кислоты общим завершающим этапом катаболизма углеродсодеращих соединений в организме. Другая особенность, придающая этому циклу важное значение в выработке энергии, состоит в том, что все катализирующие его реакции ферменты, коферменты и промежуточные продукты локализованы внутри митохондрий клетки. Таким образом, НАД-Н и другие доноры электронов цикла лимонной кислоты могут свободно отдавать свои электроны непосредственно дыхательной цепи мембранной системы митохондрий.

- Читать далее "Значение цикла лимонной кислоты. Подготовка цикла лимонной кислоты"