Брожение (анаэробное дыхание)

1. БРОЖЕНИЕ (АНАЭРОБНОЕ ДЫХАНИЕ)

2.

В
отсутствии
кислорода
многие клетки синтезируют
АТФ путем брожения. В
этом случае используется
гликолиз с расщеплением
глюкозы
до
пировиноградной кислоты.

3.

В отсутствии кислорода не
может функционировать ЭТЦ
(т.к.
кислород
является
конечным
акцептором
электронов),
и
клетки,
способные
осуществлять
брожение, используют другие
пути
для
того,
чтобы
освободить восстановленный
НАД от присоединенных к
нему атомов водорода.

4.

Акцептором
водородных
атомов становится ПВК или
образующееся из нее другое
органическое
соединение
кислота
или
альдегид.
В
зависимости от образующихся
продуктов различают брожение
пропионовокислое,
маслянокислое, уксуснокислое,
молочнокислое, спиртовое и
др.

5. СПИРТОВОЕ БРОЖЕНИЕ

6.

Подробно
изучено
французским
ученым
Луи
Пастером, когда он занимался
исследованием
химических
основ
виноделия.
Вино
приготавливают
из
виноградного сока, к которому
добавляют дрожжи. Дрожжи в
ходе гликолиза сбраживают
глюкозу виноградного сока до
ПВК.

7.

Затем под действием фермента
пируватдекарбоксилазы
в
результате
реакции
декарбоксилирования
происходит расщепление ПВК
на молекулу СО2 и молекулу
двухуглеродного
ацетальдегида
(уксусного
альдегида).

8.

О
О
ПИРУВАТДЕКАРБОКСИЛАЗА
СН3- С - СООН
СО2 + СН3-С-Н

9.

Затем ацетальдегид под действием
фермента алкогольдегидрогеназы
присоединяет два атома водорода
от
восстановленного
НАД
и
превращается в этанол (этиловый
спирт).
В
результате
этого
переноса освобождается НАД+,
который возвращается в процесс
гликолиза и принимает извне
водород, что позволяет дрожжам
синтезировать АТФ.

10.

О
алкогольдегидрогеназа
СН3- С - Н + НАД . Н + Н+
СН3-СН2-ОН + НАД+

11. ЛУИ ПАСТЕР (1822-1895)

Французский микробиолог,
химик, основоположник
современной микробиологии
и иммунологии

12.

Спиртовое
брожение
происходит у дрожжей и в
клетках
растений
при
недостатке кислорода.

13. МОЛОЧНОКИСЛОЕ БРОЖЕНИЕ

14.

В этом случае к ПВК под действием
фермента
лактатдегидрогеназы
присоединяются два водородных
атома от восстановленного НАД с
образованием
трехуглеродной
молочной
кислоты.
Образовавшийся при этом НАД+
принимает новые атомы водорода,
так
что,
гликолиз
может
продолжаться безостановочно.

15.

О
О
лактатдегидрогеназа
СН3-С-С-ОН + НАД . Н + Н+
О
СН3-СН-С
ОН
+ НАД+
ОН

16.

Молочнокислое
брожение
происходит у молочнокислых
бактерий, а также в клетках
животных при временном
недостатке кислорода.

17.

В
мышцах
человека
при
длительной
и
большой
физической нагрузке происходит
образование из ПВК молочной
кислоты, которая затем поступает
в кровь. Но ее накопление вредно
для
организма,
поэтому
она
попадает в печень, где от нее
отщепляется
водород
и
она
превращается в ПВК, которая при
наличии кислорода участвует в
дыхании.