0
EN
1
المرجع الالكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء

تاريخ الكيمياء والعلماء المشاهير

التحاضير والتجارب الكيميائية

المخاطر والوقاية في الكيمياء

اخرى

مقالات متنوعة في علم الكيمياء

كيمياء عامة

الكيمياء التحليلية

مواضيع عامة في الكيمياء التحليلية

التحليل النوعي والكمي

التحليل الآلي (الطيفي)

طرق الفصل والتنقية

الكيمياء الحياتية

مواضيع عامة في الكيمياء الحياتية

الكاربوهيدرات

الاحماض الامينية والبروتينات

الانزيمات

الدهون

الاحماض النووية

الفيتامينات والمرافقات الانزيمية

الهرمونات

الكيمياء العضوية

مواضيع عامة في الكيمياء العضوية

الهايدروكاربونات

المركبات الوسطية وميكانيكيات التفاعلات العضوية

التشخيص العضوي

تجارب وتفاعلات في الكيمياء العضوية

الكيمياء الفيزيائية

مواضيع عامة في الكيمياء الفيزيائية

الكيمياء الحرارية

حركية التفاعلات الكيميائية

الكيمياء الكهربائية

الكيمياء اللاعضوية

مواضيع عامة في الكيمياء اللاعضوية

الجدول الدوري وخواص العناصر

نظريات التآصر الكيميائي

كيمياء العناصر الانتقالية ومركباتها المعقدة

مواضيع اخرى في الكيمياء

كيمياء النانو

الكيمياء السريرية

الكيمياء الطبية والدوائية

كيمياء الاغذية والنواتج الطبيعية

الكيمياء الجنائية

الكيمياء الصناعية

البترو كيمياويات

الكيمياء الخضراء

كيمياء البيئة

كيمياء البوليمرات

مواضيع عامة في الكيمياء الصناعية

الكيمياء التناسقية

الكيمياء الاشعاعية والنووية

قم بتسجيل الدخول اولاً لكي يتسنى لك الاعجاب والتعليق.

Biological Oxidation-Reduction Reactions:- Biological Oxidations Often Involve Dehydrogenation

المؤلف:  David L. Nelson، Michael M. Cox

المصدر:  Lehninger Principles of Biochemistry

الجزء والصفحة:  p508-509

2026-05-31

49

+

-

20

Biological Oxidation-Reduction Reactions:- Biological Oxidations Often Involve Dehydrogenation

The carbon in living cells exists in a range of oxidation states (Fig. 13–13). When a carbon atom shares an electron pair with another atom (typically H, C, S, N, or O), the sharing is unequal in favor of the more electronegative atom. The order of increasing electronegativity is H<C<S<N<O.

In oversimplified but useful terms, the more electronegative atom “owns” the bonding electrons it shares with another atom. For example, in methane (CH4), carbon is more electronegative than the four hydrogens bonded to it, and the C atom therefore “owns” all eight bonding electrons (Fig. 13–13). In ethane, the electrons in the C-C bond are shared equally, so each C atom owns only seven of its eight bonding electrons. In ethanol, C-1 is less electronegative than the oxygen to which it is bonded, and the O atom therefore “owns” both electrons of the C-O bond, leaving C-1 with only five bonding electrons. With each formal loss of electrons, the carbon atom has undergone oxidation—even when no oxygen is involved, as in the conversion of an alkane (-CH2=CH2-) to an alkene (-CH=CH-). In this case, oxidation (loss of electrons) is coincident with the loss of hydrogen. In bio logical systems, oxidation is often synonymous with de hydrogenation, and many enzymes that catalyze oxidation reactions are dehydrogenases. Notice that the more reduced compounds in Figure 13–13 (top) are richer in hydrogen than in oxygen, whereas the more oxidized compounds (bottom) have more oxygen and less hydrogen.

Not all biological oxidation-reduction reactions in volve carbon. For example, in the conversion of molecular nitrogen to ammonia, 6H++6e-+ N2 → 2NH3, the nitrogen atoms are reduced. Electrons are transferred from one molecule (electron donor) to another (electron acceptor) in one of four different ways:

  1. Directly as electrons. For example, the Fe2+ /Fe3+ redox pair can transfer an electron to the Cu+/Cu2+ redox pair:

  1. As hydrogen atoms. Recall that a hydrogen atom consists of a proton (H+) and a single electron (e-). In this case we can write the general equation

3. As a hydride ion(:H-), which has two electrons. This occurs in the case of NAD-linked dehydrogenases, described below.

4. Through direct combinationwithoxygen. In this case, oxygen combines with an organic reductant and is covalently incorporated in the product, as in the oxidation of a hydrocarbon to an alcohol:

The hydrocarbon is the electron donor and the oxygen atom is the electron acceptor.

All four types of electron transfer occur in cells. The neutral term reducing equivalentis commonly used to designate a single electron equivalent participating in an oxidation-reduction reaction, no matter whether this equivalent is an electron per se, a hydrogen atom, or a hydride ion, or whether the electron transfer takes place in a reaction with oxygen to yield an oxygenated product. Because biological fuel molecules are usually enzymatically dehydrogenated to lose two reducing equivalents at a time, and because each oxygen atom can accept two reducing equivalents, biochemists by convention regard the unit of biological oxidations as two reducing equivalents passing from substrate to oxygen.

صادق الياسري2026-05-31

يتناول المقال مفهوم تفاعلات الأكسدة والاختزال الحيوية، موضحا أن الأكسدة في الأنظمة الحية لا تعني دائما الاتحاد المباشر مع الأكسجين، بل غالبا ما تحدث من خلال نزع الهيدروجين (Dehydrogenation) من الجزيئات الحيوية. يوضح المقال أن ذرات الكربون في المركبات الحيوية تمتلك درجات مختلفة من الأكسدة تبعا لنوع الذرات المرتبطة بها. فعندما يرتبط الكربون بذرات الهيدروجين يكون أكثر اختزالا وغنيا بالإلكترونات، أما عند ارتباطه بالأكسجين فإنه يفقد جزءا من سيطرته على الإلكترونات ويصبح أكثر أكسدة. لذلك تعد المركبات الغنية بالهيدروجين مثل الهيدروكربونات أكثر اختزالا، بينما تكون المركبات الغنية بالأكسجين أكثر أكسدة. كما يشرح المقال أن فقدان الإلكترونات يعد عملية أكسدة حتى لو لم يدخل الأكسجين مباشرة في التفاعل. فعلى سبيل المثال، إزالة ذرات الهيدروجين من مركب عضوي تؤدي إلى أكسدته، ولهذا السب تسمى العديد من الإنزيمات المسؤولة عن هذه التفاعلات باسم نازعات الهيدروجين (Dehydrogenases). ويبين المقال أن انتقال الإلكترونات داخل الخلايا يمكن أن يحدث بعدة طرق مختلفة، منها: انتقال الإلكترونات بشكل مباشر بين الذرات أو الأيونات. انتقالها على هيئة ذرات هيدروجين. انتقالها على شكل أيون هيدريد (H⁻) كما يحدث مع مرافقات الإنزيم مثل NAD. انتقالها من خلال الارتباط المباشر بالأكسجين أثناء بعض التفاعلات الحيوية. كما يشير إلى أن مصطلح المكافئ المختزل (Reducing Equivalent) يستخدم لتعبير عن وحدة انتقال الإلكترونات في تفاعلات الأكسدة والاختزال، سواء انتقلت الإلكترونات بصورة مباشرة أو مع الهيدروجين أو الهيدريد. وفي معظم التفاعلات الحيوية تنزع إلكترونان معا من الجزيئات الغذائية، لذلك يتعامل علماء الكيمياء الحيوية عادة مع انتقال مكافئين مختزلين في كل مرة

حالة التعديل

اخفاء الردود

رد

1
301904

المزيد

اخر الاخبار

اشترك بقناتنا على التلجرام ليصلك كل ما هو جديد