Окислительно-восстановительные системы и потенциалы.

Источник энергии, используемый для выполнения всех видов работ (химической, механической, электрической и осмотической) – это энергия химической связи. Высвобождение энергии углеводов, жиров, белков и других органических соединений происходит при их окислительно-восстановительном распаде. Высвобожденная энергия затрачивается на синтез АТФ.

Изменение свободной энергии, характеризующее реакции окисления и восстановления, пропорционально способности реактантов отдавать или принимать электроны. Следовательно, изменение свободной энергии окислительно-восстановительного процесса можно характеризовать не только величиной DG0', но и величиной окислительно-восстановительного потенциала системы (Ео). Обычно окислительно-восстановительный потенциал системы сравнивают с потенциалом водородного электрода, принимая последний за ноль, 0В при рН=0. Однако для биологических систем удобнее использовать окислительно-восстановительный потенциал при рН=7,0 (Ео'); при таком рН потенциал водородного электрода равен -0,42В.[10,1993]

Пользуясь таблицей 1, можно предсказать, в каком направлении пойдет поток электронов при сопряжении одной окислительно-восстановительной системы.

Таблица 1. Стандартные потенциалы некоторых окислительно-восстановительных систем.[10,1993]

Система

Ео¢/ Вольт

Кислород/вода

+0,82

Цитохром a: Fe3+/Fe2+

+0,29

Цитохром с: Fe3+/Fe2+

+0,22

Убихинон: окисл./восстан.

+0,10

Цитохром b:Fe3+/Fe2+

+0,03

Фумарат/сукцинат

+0,03

Флавопротеин: окисл./восстан.

-0,12

Оксалоацетат/малат

-0,17

Пируват/лактат

-0,19

Ацетоацетат/гидрооксибутират

-0,27

Липоат: окисл./восстан.

-0,29

НАД+/НАДН

-0,32

H+/H2

-0,42

Сукцинат/альфакетоглутарат

-0,67