Система энергетического обмена в организмах включает в себя важный процесс синтеза аденозинтрифосфата, или АТФ, который является основным носителем энергии в клетках. АТФ образуется в результате окисления органических веществ в процессе аэробного дыхания.
Одним из интересующих вопросов является, сколько молекул АТФ образуется при полном окислении определенного количества органического материала. Рассмотрим случай полного окисления 3 молекул пириваткиназы (ПВК), продукта гликолиза, что приводит к образованию ацетил-КоА (коэнзима, обладающего высокой энергетической потенцией).
Одна молекула ацетил-КоА в процессе цикла Кребса может давать 3 молекулы НАДН (никотиинамидадениндинуклеотид), которые, в свою очередь, принимают участие в процессе окисления ферментативными системами. При этом каждая молекула НАДН способна синтезировать 2 молекулы АТФ в ходе ацетил-КоА → СО₂ (диоксид углерода) → НАДН → НАД → синтез молекулы АТФ.
Количество молекул АТФ
В цикле Кребса каждая молекула ацетил-КоА окисляется, а результатом этого процесса является установление электрохимического градиента, необходимого для синтеза АТФ. В результате полного окисления 1 молекулы ацетил-КоА образуется 3 молекулы НАДН и 1 молекула ФАДН2. При последующем прохождении электронов через электрон-транспортную систему, каждая молекула НАДН обеспечивает образование 3 молекул АТФ, а молекула ФАДН2 — 2 молекулы АТФ.
Таким образом, при полном окислении 3 молекул пирувата образуется 9 молекул НАДН и 3 молекулы ФАДН2, что приводит к синтезу 27 молекул АТФ из НАДН и 6 молекул АТФ из ФАДН2. В итоге, образуется 33 молекулы АТФ в результате полного окисления 3 молекул пирувата.
Важно отметить, что количество образующейся АТФ может варьироваться в зависимости от условий окружающей среды и специфики клетки.
Полное окисление 3 молекул ПВК
Молекула ПВК состоит из трех атомов углерода, восьми атомов водорода и трех атомов кислорода. Полное окисление ПВК происходит в клеточных органеллах, таких как митохондрии.
При окислении ПВК, каждая из трех молекул пропановой кислоты претерпевает ряд реакций, в результате которых образуется 36 молекул АТФ. Кроме того, образуется углекислый газ (СО2) и вода (Н2О).
Таким образом, полное окисление 3 молекул ПВК приводит к образованию 36 молекул АТФ, которые клетка может использовать для выполнения различных жизненно важных процессов.