1. Введение (предмет и задачи спецкурса, краткий исторический обзор работ по биоэнергетике).

2. Термодинамика и химическая кинетика внутриклеточных процессов.
2.1. Кинетика и термодинамика химических реакций.
2.2. Применимость подходов классической равновесной и неравновесной термодинамики к описанию процессов, происходящих в биологических системах.
2.3. Механизмы энергетического сопряжения в химических реакциях.
2.3.1. Механизм непрямого сопряжения энергодонорных и энергоакцепторных химических реакций в квазиравновесных условиях.
2.3.1.1. Энтальпийный механизм непрямого сопряжения.
2.3.1.2. Энтропийный механизм непрямого сопряжения.
2.3.2. Механизм непрямого сопряжения энергодонорных и энергоакцепторных химических реакций в открытых системах.

3. Статистические и механические особенности функционирования макромолекулярных систем живой клетки.
3.1. Второе начало термодинамики и описание биохимических систем.
3.2. Современные представления об энергопреобразующих "молекулярных машинах" живой клетки.
3.2.1. Макроскопические системы.
3.2.2. Обратимость работы и проблема оптимального функционирования микроскопических систем.
3.3. Статистическая термодинамика малых систем.
3.3.1. Структурные особенности энергопреобразующих органелл живой клетки.
3.3.2. Химическое равновесие в малых системах.
3.3.3. Проблема описания "каналированных" химических реакций в гетерогенных системах.
3.3.4. Флуктуации, шумы и кажущееся нарушение второго начала термодинамики в биохимических системах.

4. Физико-химические основы ферментативного катализа.
4.1. Ранние теории ферментативного катализа.
4.2. Релаксационная концепция ферментативного катализа.
4.3. Динамика белков и функционирование ферментов.
4.3.1. Теоретические аспекты структурной динамики белков.
4.3.2. Экспериментальные свидетельства о структурных перестройках белков, происходящих в ходе функционирования ферментов.

5. Трансформация энергии в биомембранах
5.1. Структурно-функциональные основы биоэнергетики.
5.1.1. Строение энергопреобразующих органелл клетки (хлоропласты, митохондрии, хроматофоры).
5.1.2. Два подхода к проблеме энергетического сопряжения в биомембранах.
5.1.3. Электрон-транспортные комплексы энергопреобразующих органелл клетки.
5.2. Два подхода к проблеме энергетического сопряжения в биомембранах.
5.3. Сопряжение электронного и протонного транспорта в биомембранах.
5.3.1. Методы регистрации трансмембранной разности протонного потенциала.
5.3.2. Альтернативные пути протонного транспорта, сопряженного с синтезом АТР.
5.4. Строение и механизмы функционировани АТРсинтазного комплекса.
5.4.1. Энергозависимые стадии синтеза АТР.
5.4.2. Синтез АТР изолированными АТРсинтазными комплексами.
5.4.3. Модели циклического функционирования АТРсинтазного комплекса в хлоропластах и митохондриях.

Составитель: д.ф.-м.н., проф. Тихонов А.Н.