Молочнокислое брожение

мы с вами изучили процесс гликолиза глюкоза это сахар состоящий из шести атомов углерода кроме того в ней есть водород и кислород но это шестиуглеродный сахар и в процессе гликолиза она расщепляется на две молекулы пирувата каждая из которых состоит из трех атомов углерода кроме этого в процессе гликолиза создаются две молекулы атф две молекулы атф требуются во время подготовительного этапа а на следующем этапе синтезируется 4 молекулы атф таким образом получается на две молекулы атф больше чем было в начале но это не все помимо этого две молекулы над плюс никотинамида до нинги нуклеотида восстанавливаются донат аж почему восстанавливаются потому что до гликолиза у них положительный заряд на атоме азота а после он становится нейтральным то есть молекула получает электроны процесс получения электронов называется восстановлением и теперь вопрос что происходит дальше например в человеческом организме при наличии достаточного количества кислорода в митохондрии протекает процесс дальнейшего клеточного дыхания где пируват и над аж используется для синтеза новых молекул атф пируват расщепляется дальше в цикле кребса также известном как цикл трикарбоновых кислот или цикл лимонной кислоты в нем создаются новые молекулы атф и наташ а над аж дальше участвует в электрон транспортной цепи в которой синтезируется основная масса молекул атф но что если кислорода недостаточно или перед нами организм который не дышит кислородом или не умеет использовать кислород что происходит тогда есть несколько вариантов дальнейшего развития событий и в этом видео мы рассмотрим один из них молочнокислые ферментацию или молочнокислое брожение молочнокислое брожение это один из двух основных видов ферментации в процессе молочнокислое ферментации не синтезируются новые молекулы атф и над аж это скорее процесс дальнейшей переработки 1 the inn at age несмотря на тоже теоретически пируват и над аж обладают достаточным запасом энергии и могут быть использованы для синтеза атф в процессе молочнокислое ферментации организм от этого отказывается а вместо этого окисляет над аж обратно до молекул над плюс которые снова могут участвовать в гликолизе организмы в которых протекает молочнокислое ферментация основную энергию получают из гликолиза для них пируват и над аж отработанный побочный материал и они перерабатывают их обратно в над плюс для повторного использования в гликолизе вам может показаться что это некая странная реакция которая редко встречается в повседневной жизни но в действительности почти каждый день или хотя бы раз в неделю вы употребляете в пищу продукты которые содержат организм и способствующие молочнокислого брожения вот здесь у меня на иллюстрации изображен йогурт йогурт получается когда лактобактерии поглощают имеющиеся в молоке сахар перерабатывают в процессе гликолиза в пируват а его в свою очередь в процессе молочнокислые ферментации в лактат или если говорить о сопряженных кислотах пировиноградная кислота преобразуется в молочно пируват это сопряженное основание пировиноградной кислоты а лактат сопряженное основание молочной таким образом благодаря молочнокислых бактерий am йогурт приобретает известный нам вкус вот здесь у меня иллюстрация одного из видов лактобактерий они бывают разными и в результате их жизнедеятельности получаются разные кисломолочные продукты например на первой иллюстрации йогурт на 2 корейское блюдо кимчхи она получается в результате переработки лактобактериями сахаров в овощах на 3 иллюстрации квашеная капуста она тоже получается в результате переработки лактобактериями имеющихся в капусте сахаров теперь давайте посмотрим как же устроен этот процесс как я уже говорил лактобактерии используют пируват или пера виноградную кислоту здесь у меня схема молекулы пировиноградной кислоты поскольку у нее есть вот этот протон если кислота потеряет протон то получится пируват вот он у меня на схеме ниже здесь кислород оставил себе лишний электрон и получил отрицательный заряд здесь у меня используется сокращенная форма схема молекулы атомы водорода и углерода в ней не показаны пировиноградная кислота потеряв протон становится пируват ом и пируват или пировиноградная кислота используется для окисления над аж молекула над аж теряет протон и два электрона формально теряет гидрид в итоге электронов не становится меньше а значит она окисляется а затем над плюс снова может участвовать в гликолизе а сам пируват в этой реакции получает электроны и если говорить терминами кислот то пировиноградная кислота окисляется до молочной кислоты именно поэтому процесс называется молочнокислый ферментацией если организм умеет использовать кислород и если кислорода достаточно тогда пируват участвует в клеточном дыхании в противном случае он используется для окисления над аж и получение над плюс а теперь давайте подробнее рассмотрим что же здесь происходит на уроках биологии или органической химии вы часто встречаетесь с терминами над и над аж поэтому кажется что это некая абстрактная молекула вот она изображена у меня на иллюстрации это над никотинамид аденин где нуклеотид это длинное и трудно выговаривать мая слова но если рассмотреть молекулу поближе можно увидеть часто встречающийся в биологии составные части вот эта часть у нее никотинамид вот здесь аденин он входит в молекулу атф и является одним из азотистых оснований молекул днк и рнк а здесь у нас рибоза это фосфатная группа и еще одна фосфатная группа и так это никотинамид а это аденин вот эта часть это нуклеотид и еще один нуклеотид получается никотинамид аденин где нуклеотид теперь понятно откуда взялось такое название это молекула часто встречается во многих процессах и аббревиатура н а д или над вам наверное мало о чем говорит поэтому я показал вам как она устроена над это кофермент я много рассказывал вам о к ферментах в других видеороликах фермент являющийся катализатором молочнокислого брожения называется лактатдегидрогеназы ферменты это большие белковые структуры они сложным образом скручены и молекулы над помогает ферменту катализировать реакцию в случае с молочно кислым выражением это будет не над а над аж я нарисовал фермент очень схематично он конечно же выглядит совсем не так вот здесь над аж вступает в реакцию сперва там несмотря на то что в данном случае формально субстратом фермента выступает пируват главная цель этой реакции окислить молекулу над аж чтобы она потеряла водород и еще один электрон она теряет протон из атома водорода теряет электрон из атома водорода и еще один дополнительный электрон то есть всего один протон и два электрона по сути она теряет гидрид как это происходит вот здесь у пирувата есть азот с лишней свободной электронной парой эта электронная пара может образовать двойную связь с соседним углеродом тогда углерод отпускает двойную связь с другой стороны и она уходит дальше а 1 здесь образовалась двойная связь вот она у меня на финальном рисунки значит должна разорваться какая-то из прежних связей вот этого атома углерода и разрывается ковалентная связь углерода с одним из атомов водорода при этом атом водорода получает оба электрона оба электрона из вот этой связи уходят вместе с водородом а затем они присоединяются вот к этому атому углерода углерод-12 у ковалентную связь и точно также разрывается одна из прежних его ковалентных связей разрывается одна из двух связей углерода с кислородом и оба электрона из этой связи либо просто достаются кислороду либо что более вероятно кислород используют лишний электрон чтобы поймать протон у проплывающие мимо молекулы воды или иона гидроксония таким образом этот кислород присоединяет к себе протон и что получается в итоге эта свободная пара электронов образовала двойную связь эта двойная связь переместилась вот сюда я не стал рисовать на схеме большую часть атомов водорода нарисовал только те что нам важны один из атомов водорода отсоединился и молекула над аж вернулась в состояние над а вот этот атом азота был раньше нейтральным но теперь предоставил электронную пару для образования связи и стал положительно заряженным именно поэтому такая молекула называется н а д плюс она потеряла водород и один дополнительный электрон атом азота стал положительно заряженным и поскольку на схеме я нарисовал пируват без водорода то пируват превратился в лактат если к нему присоединить водород получится молочная кислота надеюсь вы поняли основной принцип это очень интересный процесс лактобактерии не единственные организмы вызывающие молочнокислое брожение но именно они отвечают за вкус многих продуктов которые мы с вами едим и для меня всегда удивительно осознавать что эти достаточно сложные процессы постоянно протекают в природе вокруг нас спасибо что подписывайтесь на наш канал нам очень важно знать ваше мнение если у вас возникли вопросы касательно данного видеоролика то не стесняйтесь задавать их в комментариях мы с удовольствием на них ответим