Метаболи́зм, или обме́н веще́ств, — это химические реакции, поддерживающие жизнь в живом организме. Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды.
Нитри́т на́трия (натрий азотистокислый) NaNO2 — неорганические соединение, соль натрия и азотистой кислоты. Представляет собой кристаллический порошок от белого до слегка желтоватого цвета, который хорошо растворим в воде и гигроскопичен. С промышленной точки зрения это наиболее важная нитритная соль. Он является предшественником различных органических соединений, таких как фармацевтические препараты, красители и пестициды, но, вероятно, наиболее известен как пищевая добавка Е250, используемая в мясных полуфабрикатах и (в некоторых странах) в рыбных продуктах. Другое название — нитритная соль.
Оксид азота(II) NO — несолеобразующий оксид азота.
Анаэробное дыхание — это биохимический процесс окисления органических субстратов или молекулярного водорода с использованием в дыхательной ЭТЦ в качестве конечного акцептора электронов вместо O2 других окислителей неорганической или органической природы. Как и в случае аэробного дыхания, выделяющаяся в ходе реакции свободная энергия запасается в виде трансмембранного протонного потенциала, использующегося АТФ-синтазой для синтеза АТФ.
Анаммо́кс (сокр. от англ. anaerobic ammonium oxidation — анаэробное окисление аммония) — один из ключевых микробных процессов в круговороте азота. Бактерии, осуществляющие этот процесс, были открыты в 1999 году, и в своё время описание этого процесса стало большим сюрпризом для научного сообщества. Уравнение процесса:
- NH4+ + NO2− → N2 + 2H2O.
Ацетилхолинэстераза — гидролитический фермент из семейства эстераз, который содержится в синапсах и катализирует гидролиз нейромедиатора ацетилхолина до холина и остатка уксусной кислоты. Реакция, катализируемая ацетилхолинэстеразой, необходима для дезактивации ацетилхолина в синаптической щели и перехода клетки-мишени в состояние покоя. Поэтому ингибиторы ацетилхолинэстеразы — мощные токсины, воздействие которых на организм человека обычно приводит к смерти от судорог дыхательной мускулатуры.
Рибозимы, содержащие шпилечные структуры — это молекулы РНК, которые имеют свойства ферментов. Как и рибозимы типа hammerhead, рибозимы, содержащие шпилечные структуры, найдены в вирусах растений. Впервые были найдены в сателлитной РНК минус-цепи вируса табака с кольцевыми точками, где такие РНК катализируют реакцию саморазрезания продуктов репликации РНК вируса по типу катящегося колеса. В отличие от других рибозимов, разрезающих РНК, рибозимы, содержащие шпилечные структуры, не являются зависимыми от ионов металлов.
3-гидрокси-3-метилглютарил-кофермент А редуктаза — фермент, катализирующий синтез мевалоновой кислоты, лимитирующую стадию метаболического пути синтеза холестерина и других изопреноидов. Данный фермент является мишенью лекарств, снижающих уровень холестерина (статинов). Редуктаза гидроксиметилглютарил кофермента А заякорена в мембранах эндоплазматического ретикулума и имеет семь трансмембранных доменов, активный центр располагается на длинном С-концевом домене, со стороны цитозоля. По некоторым данным, фермент содержит восемь трансмембранных доменов.
Сирогем — гемоподобная простетическая группа нитрит- и сульфитредуктаз, катализирующих шестиэлектронное восстановление серы сульфита или азота нитрита до сульфида и аммиака.
Альдокеторедуктаза 1-го семейства, член C3 — ключевой фермент синтеза стероидов, продукт гена человека AKR1C3.
Альдокеторедуктаза 1-го семейства, член C1 — фермент метаболизма стероидов, продукт гена человека AKR1C3.
Ферредокси́ны — группа небольших растворимых белков, содержащих железосерные кластеры и являющихся подвижными переносчиками электронов в ряде метаболических процессов. Обычно они переносят один или два электрона за счёт изменения окисленности атомов железа.
Фотосисте́ма I, или пластоциани́н-ферредокси́н-оксидоредукта́за — второй функциональный комплекс электрон-транспортной цепи (ЭТЦ) хлоропластов. Он принимает электрон от пластоцианина и, поглощая световую энергию, формирует сильный восстановитель П700, способный через цепь переносчиков электронов осуществить восстановление НАДФ+. Таким образом, при участии ФСI синтезируется источник электронов (НАДФН) для последующих реакций восстановления углерода в хлоропластах в цикле Кальвина. Кроме того, ФСI может осуществлять циклический транспорт электронов, сопряжённый с синтезом АТФ, обеспечивая дополнительный синтез АТФ в хлоропластах.
Сульфитредуктаза (шифр КФ 1.8.99.1) — важный фермент, участвующий в метаболизме серы. Он катализирует восстановление сульфита до сероводорода и воды. Электроны для реакции поставляются от таких восстановительных эквивалентов как НАДФН, связанных флавиновых групп, или ферредоксина (у растений). По свойствам и строению фермент похож на нитритредуктазу.
- SO32− (сульфит) + донор электронов
H2S (сероводород) + окисленный донор + 3 H2O
Ферредоксин надпочечников также известный как адренодоксин, адреноксин, митохондриальный ферредоксин, гепаторедоксин или ферредоксин-1 (FDX1) — белок, который у человека кодируется геном FDX1. В дополнение к экспрессируемой форме в хромосомном локусе (11q22) существует в виде псевдогена на хромосомах 20 и 21.
Тиоредоксины — семейство маленьких белков, представленный во всех организмах от архей до человека. Они участвуют во многих важных биологических процессах, включая определение окислительно-восстановительного потенциала клетки и передачу сигнала. У человека тиоредоксин кодируется геном TXN. Мутации, приводящие к потере функциональности даже одного аллеля этого гена, приводят к смерти на стадии четырёхклеточного эмбриона. Тиоредоксин играет значительную роль в организме человека, хотя и не до конца ясно какую именно. Всё чаще и чаще его возможные функции связывают с действием лекарств и противодействием активным формам кислорода. У растений тиоредоксины регулируют целый спектр жизненно важных функций, начиная от фотосинтеза и роста и заканчивая цветением, развитием и прорастанием семян. А совсем недавно выяснилось, что они также участвует в межклеточном взаимодействии и обмене информацией между растительными клетками.
Фотофосфорили́рование — процесс синтеза АТФ из АДФ за счёт энергии света. Как и в случае окислительного фосфорилирования, энергия света расходуется на создание протонного градиента на мембране тилакоидов или клеточной мембране бактерии, который затем используется АТФ-синтазой. Фотофосфорилирование — очень древняя форма фотосинтеза, которая есть у всех фототрофных эукариот, бактерий и архей. Различают два типа фосфорилирования — циклическое, сопряжённое с циклическим потоком электронов в электрон-транспортной цепи, и нециклическое, сопряжённое с прямым потоком электронов от H2O к НАДФ+ в случае эукариот или другого донора электрона в случае бактерий, например, H2S. Как разновидность нециклического типа выделяют псевдоциклическое фотофосфорилирование, при котором акцептором электронов служит кислород.
Ферредоксин-НАДФ+-редуктаза, сокращенно ФНР, фермент из класса оксидоредуктаз, катализирующий реакцию восстановления НАДФ+, используя в качестве донора электронов ферредоксин.
Цикл фитоглобина и оксида азота - метаболический путь, который индуцируется в растениях в условиях недостатка кислорода и является альтернативой гликолитической ферментации. В этом цикле оксид азота (NO) метаболизируется с участием фитоглобина (Pgb). Цикл обеспечивает поддержание энергетического статуса растений в условиях ограниченного доступа кислорода. Фитоглобин действует как компонент терминальной диоксигеназной системы, в которой образуется нитрат-ион в результате реакции оксигенированного фитоглобина с NO. Фитоглобины класса 1 индуцируются у растений в условиях гипоксии, связывают кислород при наномолярных концентрациях и могут эффективно метаболизировать NO при клеточных концентрациях кислорода, которые значительно ниже требуемых для функционирования цитохром с-оксидазы. В ходе реакции фитоглобин окисляется до метфитоглобина, который должен быть далее восстановлен для обеспечения непрерывной работы цикла. Нитрат восстанавливается до нитрита нитратредуктазой, тогда как NO образуется, в основном, за счет анаэробного восстановления нитрита, которое может происходить в митохондриях с помощью комплекса III и комплекса IV в отсутствие кислорода, в побочной реакции нитратредуктазы или электронтранспортными белками на плазматической мембране. Общая последовательность реакций цикла приводит к окислению NADH и может способствовать поддержанию уровня АТФ в условиях глубокой гипоксии. Функционирование цикла дает объяснение наблюдению Б.Б. Вартапетяна, что митохондрии растений в гипоксических условиях сохраняют ультраструктуру в присутствии нитрата.
Бифурка́ция электро́нов — это механизм разделения электронов в окислительно-восстановительной реакции: пара электронов соединения-донора разделяется на два отдельных электрона, которые переносятся на два одноэлектронных акцептора, при этом один электрон переносится на акцептор с более низким электрохимическим потенциалом за счёт энергии другого электрона, который переносится на акцептор с более высоким потенциалом, чем у исходного соединения.
![Нитритредуктаза из Spinacia oleracea. Серым показан сирогем, коричневым - железосерный кластер.[1]](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/3f/Ferredoxin%E2%80%94nitrite_reductase.png/250px-Ferredoxin%E2%80%94nitrite_reductase.png)
