Организация и функциониране на дихателната верига

Общи характеристики на дихателната верига като система от структурно и функционално свързани трансмембранни протеини и електронни носители. Организацията на дихателната верига в митохондриите. Ролята на дихателната верига в улавянето на енергия. Задачи и цели на инхибиторите.

верига

Изпратете вашата добра работа в базата знания е проста. Използвайте формуляра по-долу

Студенти, аспиранти, млади учени, използващи базата от знания в своето обучение и работа, ще ви бъдат много благодарни.

Публикувано на http://www.allbest.ru/

Организация на дихателната верига в митохондриите

Ролята на дихателната верига в улавянето на енергия

Инхибитори на дихателната верига

Дихателна верига - система от структурно и функционално свързани трансмембранни протеини и електронни носители.

ETC съхранява енергията, освободена по време на окисляването на NADH и FADH2 от молекулен кислород (в случай на аеробно дишане) или други вещества (в случай на анаеробно дишане) под формата на трансмембранен потенциал поради последователното прехвърляне на електрон по веригата, заедно с изпомпването на протони през мембраната.

При прокариотите ETC се локализира в CPM, при еукариотите - във вътрешната митохондриална мембрана. Носителите са разположени в съответствие с техния редокс потенциал, транспортът на електрон през веригата протича спонтанно.

Митохондриите се наричат ​​"енергийни станции" на клетката, тъй като именно в тези органели се улавя главно енергията, доставяна от окислителните процеси.

Цялата полезна енергия, отделена по време на окисляването на мастни киселини и аминокиселини, и почти цялата енергия от окисляването на въглехидратите, се използва в митохондриите под формата на редукционни еквиваленти. Митохондриите съдържат няколко катализатора, които образуват дихателната верига, която улавя и транспортира редуциращи еквиваленти, насочвайки ги към реакция с кислород, което води до образуването на вода. В същото време съществува механизъм за улавяне на потенциална свободна енергия с нейното натрупване под формата на високоенергийни фосфати. Митохондриите също съдържат ензимни системи, които осигуряват образуването на повечето редуциращи еквиваленти; това са ензими на β-окислението и цикъла на лимонената киселина (последният е общ метаболитен път по време на окисляването на всички основни храни) Тази връзка е показана на фигура 1.1.

Организация на дихателната верига в митохондриите

Основните компоненти на дихателната верига (Фигура 1.1) са показани последователно, за да се увеличи редокс потенциала. Водородните атоми или електрони се движат по веригата от повече електроотрицателни компоненти към повече електропозитивен кислород, промяната в редокс потенциала по време на прехода от системата NAD/NADH към системата O2/H2O е 1,1 V.

Основната дихателна верига започва от NAD-зависимите дехидрогенази, преминава през флавопротеини и цитохроми и завършва с молекулярен кислород. Не всички субстрати са свързани с дихателната верига чрез NAD-зависими дихидрогенази; някои от тях, които имат относително висок редокс потенциал (например системата фумарат/сукцинат, са свързани с флавопротеинови дехидрогенази, които от своя страна са свързани с цитохроми на дихателната верига (фиг. 1.3).

Фигура: 1.1. Основните източници на еквиваленти на редукция и връзката им с митохондриалната дихателна верига

Допълнителен компонент, открит във функционално активните препарати на дихателната верига, е железно-серният блок FeS. Свързва се с флавопротеини и цитохром b. Желязото и сярата участват в окислително-редукционния процес, който протича съгласно едноелектронния механизъм (фиг. 1.5).

Съвременните концепции за последователността на основните компоненти в дихателната верига са отразени на фиг. 1.3. В електроотрицателния край на веригата дехидрогеназите катализират трансфера на електрони от субстрати към NAD в дихателната верига. Това се случва по два начина. В случаите, когато α-кетокиселини, пируват и кетоглутарат са субстрати, сложни дехидрогеназни системи, съдържащи липоат и FAD, участват в електронен трансфер в NAD. Електронният трансфер от други дехидрогенази с използване на L (+) - 3-хидроксиацил-КоА, D (-) - 3-хидроксибутират, пролин, глутамат, малит и изоцитрат като субстрати се осъществява директно върху NAD на дихателната верига.

Намаленият NADH в дихателната верига от своя страна се окислява от металната флавопротеинова NADH дехидрогеназа. Този ензим съдържа FeS и FMN и е силно свързан с дихателната верига. Коензим Q служи като колектор на редуциращи еквиваленти, които се доставят от редица субстрати чрез флавопротеинови дехидрогенази в дихателната верига. Тези субстрати включват сукцинат, холин, саркозин (фиг. 1.3). Флавиновият компонент на тези дехидрогенази е FAD. След това потокът на електрони от коензим Q преминава през поредица от цитохроми до молекулярен кислород (Фигура 1.3). Цитохромите са подредени в реда на увеличаване на редокс потенциала.