食物的氧化与细胞能量转换

食物的氧化与细胞能量转换-细胞实验显微镜

一个活化载体的形成与一个能量方面有利的反应相偶合
  当细胞内一个燃料分子如葡萄糖被氧化时，酶催化的反应保证
由氧化作用释放的大部分自由能以化学上可利用的形式被捕获，而
不是以热的形式释放而浪费掉。这是用偶合反应的办法实现的，在
偶合反应中一个在能量方面有利的反应用于驱动一个能量方面不利
的反应，后者产生一个活化载体分子或其他一些有用的能量储备。
偶合机制需要酶，并且是细胞一切能量转换的基础。
  偶合反应的性质用一种机械作譬喻，一个能量方面有利的化学
反应用悬崖上滚下来的岩石表示。当岩石冲击地面时经磨擦作用产
生热，下落着的岩石的能量通常会以热的形式完全被浪费掉

  然而，经过精心设计，这种能量的一部分可用
于驱动一个叶轮提升一桶水，因为岩石现在只有在转动叶轮后才能
抵达地面，我们说岩石下落这样一个能量方面有利的反应已被直接
偶合至提升一桶水这样一个能量方面不利的反应。注意，因为部分
能量在(B)中被用来做功，与(A)中情形相比，岩石以较小的速度冲
击地面，从而以热的形式而浪费的能量相应地比较少。
  完全类似的过程出现在细胞中，那里酶起着我们譬喻中叶轮的
作用。那些酶把一个能量方面
有利的反应，如食物的氧化，偶合至一个能量方面不利的反应，如
产生一个活化载体分子。其结果是氧化反应释放的热量减少，其减
少量恰好等于这个活化载体分子贮存在那些高能共价键中的能量。
这个活化载体分子轮番地采集一份足够大的能量再去驱动细胞其他
部位上的一个化学反应。

(本文由上海光学仪器厂编辑整理提供, 未经允许禁止复制http://www.sgaaa.com)