Окислительно-восстановительные реакции.
Химические реакции, в процессе которых происходит перенос электронов от одной молекулы к другой называются окислительно-восстановительными. Принимающие молекулы называются акцепторами или окислителями, отдающие – доноры (восстановители). Окислители и восстановители всегда функционируют как окислительно-восстановительные пары (редокс-пары).
Существуют 4 способа передачи электронов от одной молекулы к другой:
1. прямой перенос электронов;
Fe2+ + Cu2+→ Fe3+ + Cu+
2. перенос в составе атомов водорода;
AH2 + B→A + BH2
3. перенос электронов от донора к акцептору в форме гидрид иона (:Н–);
4. перенос путём прямого взаимодействия органического восстановителя с кислородом, приводящего к образованию продукта, в котором содержится ковалентно связанный кислород.
Все эти 4 способа используются в живых клетках. При этом чаще всего переносятся два электрона, которые рассматриваются как «единица» биологического окисления.
НАДФН, НАДН и флавиновые коферменты.
Способность НАД+ и НАДФ+ играть роль промежуточного переносчика водорода связана с наличием в их структуре амида никотиновой кислоты. При взаимодействии этих кофакторов с атомами водорода имеет место обратимое гидрирование (присоединение атомов водорода):
При этом в молекулу НАД+ (НАДФ+) включаются 2 электрона и один протон, а второй протон остается в среде.
Во флавиновых коферментах (ФАД или ФМН), активной частью молекул которых является изоаллоксазиновое кольцо, в результате восстановления чаще всего наблюдается присоединение 2 протонов и 2 электронов одновременно:
