так и обменные реакции. Содержащийся в них белок Fi (разд. Д,8) является одним из нескольких «факторов сопряжения», необходимых для реконструкции фосфорилирующей системы из разрушенных митохондрий.

Мы еще вернемся к схеме сопряжения, представленной в уравнении (10-11), но читателю следует иметь в виду, что все попытки идентифицировать промежуточное соединение типа X~Y успеха не дали. Более того, большинство заявлений о том, что удалось обнаружить соединение Y~B, было опровергнуто.

Дополнение 10-Д

Использование метаболизма для выработки тепла: термогенные ткани

Вторая по значению, но тоже важная роль метаболизма теплокровных животных — это генерирование тепла. Во многих случаях тепла, выделенного в ходе обычного метаболизма, оказывается вполне достаточно, и организм может поддерживать необходимую температуру тела, регулируя теплообмен с окружающей средой. Весьма интригующей биохимической находкой оказалось наличие у теплокровных животных бурой жировой ткаии, разительным образом отличающейся от нормальной белой жировой ткани. Бурый жир в-небольших количествах был обнаружен у новорожденных детей; у новорожденных крольчат он составляет 5—6% неси тела3-8. Особенно в большом количестве он встречается у новорожденных тех видов, которые при рождении не имею? меха, а также у животных, впадающих в зимнюю спячку. ;<Зо>

тим, что эти определения относятся только к митохондриям с жестким сопряжением. Такие митохондрии, находясь в состоянии активного фос-форнлировання (состояние 3), далее самопроизвольно переходят в Состояние 4, в котором весь ADP уже превратился в АТР.

Чане с сотрудниками провел спектрофотометрнческне наблюдения на ннтактных митохондриях н субмитохондриальных частицах, исследуя при этом как последовательность переносчиков, так и участки фос-форнлнрования. В этих экспериментах был использован двухволновой спектрофотометр, который позволял регистрировать поглощение при длине волны !Я,тах (максимум поглощения для данного соединения) относительно поглощения при другой длине волны Яо. Основные длины волн, использованные в эксперименте, приведены в табл. 10-5.

По этим измерениям можно было судить о состоянии окисления ила восстановления каждого из переносчиков для различных состояний, приведенных в табл. 10-4, а также в присутствии ингибиторов. Эксперименты далн возможность убедиться в том, что электроны, проходя по цепи, действительно какое-то время находятся на данном перенос* чике. Иначе говоря, в данном состбянни каждый переносчик име** определенное соотношение^, «кисленной и восстановленной форм*;

[оки?л.]/[восстан.]|. Такого результата, вероятно, не наблюдалось бы* если бы вся цепь функционировала кооперативным образом, с прохождением электронов вдоль всей цепи в ходе единой реакции. Кроме того, наблюдая изменения в отношении [окисл.]/[восстан.][ в различных условиях, можно в какой-то мере локализовать три участка фосфорилирования. В одном из экспериментов для блокирования всей цепи выше цитохрома С\ использовался антимицин а. Затем, при истощении запаса ADP, жестко сопряженные митохондрии переходили в состояние 4. Поскольку концентрация кислорода была высокой, а у цитохрома аз значение Км для Ог невелико (~3 мкМ), то цитохром аз поддерживался в высокоокисленном состоянии. Цитохром а тоже оставался окисленным, но цитохромы d и с были в восстановленном состоянии. Наличие такого пункта перекреста давало основание считать, что один из участков «запасания» энергии лежит где-то вблизи цитохрома с. Более поздние эксперименты, в которых использовался тот же подход, описаны в работах Вильсона и др. [72—75].

7. Термодинамика и «обращенный поток электронов»

Значение АС для окисления кислородом 1 моль NADH (при давлении 1 атм) равно —219 кДж (табл. 3-7). В тканях давление Ог равно ^10~2 атм, и ДС составляет ~—213 кДж. Однако, когда эта реакция сопряжена с синтезом трех молекул АТР (AG"= = +34,5 кДж-моль-1), изменение свободной энергии в суммарной реакции становится равным —ПО кДж-моль-1. Величина по-прежнему остается сильно отрицательной. Однако мы должны помнить, что концентрации АТР, ADP и PI могут быть далеки от соотношения 1:1:1, которое подразумевается при расчете изменений стандартной свободной энергии. Интересный эксперимент состоит в том, чтобы предоставить окислительному фосфорилированию возможность идти до тех пор, пока митохондрии не достигнут состояния 4, а затем измерить возникающее «соотношение действующих масс» [ATP]/[ADP] • [PI]. Выражаемая таким образом степень фосфорилирования1* (см. дополнение 3-А) может достигать значений 104 М-1 и более [73, 76]. В результате значение AG для окисления NADH в сопряженной цепи переноса электронов оказывается менее отрицательным, чем AG0. Действительно, если перенос электронов сопряжен с синтезом трех молекул АТР, то система достигнет равновесия при RP -106>ь (25°С); различие между AG и AG0 составляет 3RTIn Rр=3-5,708*6,4= 110 кДж-моль"1.

Едва ли можно настолько повысить RP, чтобы достичь истинного равновесия между NADH, Ог и аденило