Строение дыхательной цепи и механизм окислительного фосфорилирования
Строение дыхательной цепи и механизм окислительного фосфорилирования - раздел Энергетика, Общие представления об обмене: катаболизм и анаболизм 3. Здесь Атомы Водорода (От Надн И Фадн2) Передают Свои Эл...
3. Здесь атомы водорода (от НАДН и ФАДН2) передают свои электроныв дыхательную ферментативную цепь, по которой электроны движутся (50-200 шт/сек) к своему конечному акцептору – кислороду. В результате образуется вода.
4. Поступающие в дыхательную цепь электроны богаты свободной энергией. По мере их продвижения по цепи они теряют энергию.
Энергетические соотношения в дыхательной цепи митохондрий и участки переноса ионов Н+ через мембрану
Часть энергии электронов используется I, III, IV комплексами дыхательных ферментов для перемещения ионов водорода через мембрану в межмембранное пространство. Другая часть рассеивается в виде тепла. Упрощенно сказанное представить в виде равенства:
5. Перенос ионов водорода через мембрану (выкачивание) происходит не случайно, а в строго определенных участках мембраны. Эти участки называются участки сопряжения (или, не совсем точно, пункты фосфорилирования). Они представлены I, III, IV комплексами дыхательных ферментов. В результате работы этих комплексов формируется градиент ионов водорода между внутренней и наружной поверхностями внутренней митохондриальной мембраны. Такой градиент обладает потенциальной энергией.
Градиент (Δμ, "дельта мю") получил название электрохимический градиент или протонныйградиент. Он имеет две составляющие – электрическую (ΔΨ, "дельта пси") и концентрационную (ΔрН):
Δμ = ΔΨ + ΔрН
Название "участки сопряжения" возникло из-за того, что появление протонного градиента в результате окислительных процессов обеспечивает в дальнейшем фосфорилирование АДФ до АТФ. Именно благодаря этим трем ферментным комплексам энергия реакций окисления может передаваться на фосфорилирование, т.е. существует сопряжение (связывание) двух процессов.
6. Как завершение всех предыдущих событий и необходимый их результат происходит наработка АТФ: ионы H+ теряют свою энергию, проходя через АТФ-синтазу (Н+-транспортирующая АТФ-аза, КФ 3.6.3.14.). Часть этой энергии тратится на синтез АТФ. Другая часть рассеивается в виде тепла:
Современные представления о тканевом дыхании.
Живые организмы находятся в постоянной и неразрывной связи с окружающей средой. Эта связь осуществляется в процессе обмена веществ. Обмен веществ включает 3 этапа:
- поступление веществ в
Анаболических (эндергонических) реакций.
Свободную энергию (G) при стандартных условиях обозначают как ΔG0'. Изменение стандартной свободной энергии (ΔG0') можно вычислить, зная константу равновесия (
Биологическое окисление.
В зависимости от вида использования энергии все организмы делятся на фототрофы (используют солнечную энергию непосредственно, это растения) и хемотр
Н-S-H -2H ------ S (где S - субстрат)
2. Присоединение к веществу кислорода (одного атома или двух):
S + O ------SO SO2 (где S - субстрат)
Окисление органических ве
Окислительное декарбоксилирование пирувата
Окислительное декарбоксилирование пирувата происходит в матриксе митохондрий. Транспорт пирувата в митохондриальный матрикс через внутреннюю мембрану митохондрий осуществляется при участии специаль
Строение пируватдегидрогеназного комплекса
Процесс окислительного декарбоксилирования пирувата катализирует сложноорганизованный пируватдегидрогеназный комплекс, состоящий из 3 ферментов:
- пируватдекарбокс
Окислительное декарбоксилирование пирувата
Превращение пирувата в ацетил-КоА
Стадия I. Реакция декарбоксилирования пирувата.
Значение декарбоксилирования пирувата в отношении извлечения энергии из молекул
Регуляция пируватдегидрогеназного комплекса
Регуляция пируватдегидрогеназного комплекса (ПДК) имеет важное значение для обеспечения цикла трикарбоновых кислот "топливными" молекулами ацетил-КоА. Точная регуляция этого комплекса име
Окислительное фосфорилирование
Окислительное фосфорилирование – это многоэтапный процесс, происходящий во внутренней мембране митохондрий и заключающийся в окислении восстановленных эквивалентов
Принцип работы дыхательной цепи
В целом работа дыхательной цепи заключается в следующем:
1. Образующиеся в реакциях катаболизма НАДН и ФАДН2 передают атомы водорода (т.е. протоны водорода и электроны) на ферме
Переносчики электронов
1. Цитохромы с1, c, a, a3 (простетическая группа – гем) располагаются в различных участках дыхательной цепи, цитохром с – подвижный водорастворимый белок, перемещается
Комплекс. ФАД-зависимые дегидрогеназы
Данный комплекс как таковой не существует, его выделение условно. Он включает в себя ФАД-зависимые ферменты, расположенные на внутренней мембране – например, ацил-SКоА-деги
Комплекс. Цитохром с- оксидаза
В этом комплексе находятся цитохромы а и а3, в комплексе также имеется 2 иона меди.
1. c----------2e---------aa3 (Сu+ <-> Сu
Комплекс. Протон-транспортирующая АТФ-синтаза
Пятый комплекс – это ферментАТФ-синтаза, состоящий из множества белковых цепей, подразделенных на две большие группы:
одна группа формирует субъединицу F
Механизм окислительного фосфорилирования
На основании строения и функций компонентов дыхательной цепи предложен механизм окислительного фосфорилирования:
1. Ферменты дыхательной цепи расположены в строго определенной посл
Структурная организация цепи переноса электронов
Электроны, мигрирующие по дыхательной цепи, движутся по сложным траекториям. Особенность их движения состоит в петлеобразных движениях в пределах каждого из ферментативных комплексов дыхательной ц
Строение АТФ-синтазы и синтез АТФ
АТФ-синтаза (Н+-АТФ-аза) - интегральный белок внутренней мембраны митохондрий. Он расположен в непосредственной близости к дыхательной цепи. АТФ-синтаза состоит из 2 белковых комплексов,
Дыхательный контроль
Работа дыхательных ферментов регулируется с помощью эффекта, который получил название дыхательный контроль.
Дыхательный контроль – это прямое влияние элек
Микросомальное окисление
Окисление может происходить не только в митохондриях, но и в микросомах и пероксисомах.В этих структурах тоже имеются цепи транспорта электронов (т.е. процесс окисления),
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов