Зміст
Введення
Дихальна ланцюг
Організація дихального ланцюга в мітохондріях
Роль дихального ланцюга в уловлюванні енергії
Дихальний контроль
Інгібітори дихального ланцюга
Висновок
Список літератури
Введення
Дихальна ланцюг - система структурно і функціонально пов'язаних трансмембранних білків і переносників електронів.
ЕТЦ запасає енергію, що виділяється в ході окислення НАДН і ФАДН2 молекулярним киснем (у разі аеробного дихання) чи іншими речовинами (у разі анаеробного) у формі трансмембранного потенціалу за рахунок послідовного переносу електрона по ланцюгу, сполученого з перекачуванням протонів через мембрану.
У прокаріотів ЕТЦ локалізована в ЦПМ, у еукаріот - на внутрішній мембрані мітохондрій. Переносники розташовані за своїм окислювально-відновного потенціалу, транспорт електрона на всьому протязі ланцюга протікає мимовільно.
Мітохондрії називають «енергетичними станціями» клітини, оскільки саме в цих органелах в основному і відбувається уловлювання енергії, що постачається окислювальними процесами.
Дихальна ланцюг
Вся корисна енергія, що вивільняється в процесі окислення жирних кислот і амінокислот, і майже вся енергія окислення вуглеводів використовується в мітохондріях у формі відновних еквівалентів. Мітохондрії містять кілька каталізаторів, що утворюють дихальний ланцюг, які забезпечують уловлювання і перенесення відновних еквівалентів, направляючи їх на реакцію з киснем, що приводить до утворення води. Одночасно функціонує механізм уловлювання потенційної вільної енергії з накопиченням її у формі високо енергетичних фосфатів. Мітохондрії містять також ферментні системи, що забезпечують утворення більшості відновних еквівалентів; це ферменти -Окислення і циклу лимонної кислоти (останній є загальним метаболічним шляхом при окисленні всіх основних харчових продуктів). Це взаємини показані на рис 1.1.
Організація дихального ланцюга в мітохондріях
Головні компоненти дихального ланцюга (рис 1.1) наведені послідовно в порядку зростання окислювально-відновного потенціалу. Атоми водню або електрони переміщаються по ланцюгу від більш електронегативний компонентів до більш електропозитивний кисню, зміна окислювально-відновного потенціалу при переході від системи NAD/NADHк системі О2/Н2О становить 1,1 В.
Головна дихальна ланцюг починається від NAD-залежних дегідрогеназ, проходить через флавопротеїни і цитохроми і закінчується молекулярним киснем. Не всі субстрати пов'язані з дихальною ланцюгом через NAD-залежні дігідрогенази; деякі з них, що мають відносно високий окислювально-відновний потенціал (наприклад, система фумарат/сукцинат, пов'язані з флавопротеіновимідегідрогеназамі, які в свою чергу пов'язані з цитохромами дихального ланцюга (рис. 1.3).
Останнім часом встановлено, що в дихального ланцюга є ще один переносник, що зв'язує флавопротеїни з цітохромомb, що володіє найнижчим серед нітохромовокіслітельно-відновним потенціалом. Цей переносник названий убіхінон або коферментом Q (рис 1.4), в аеробних умовах знаходиться в мітохондріях у формі окисленого хинона, а в анаеробних умовах в відновлювальної хінольной формі. Кофермент Q є компонентом мітохондріальних ліпідів; серед інших ліпідів переважають фосфоліпіди, які є частиною мітохондріальної мембрани. Структура коферменту Q схожа із структурою вітамінів К і Е. Близьку структуру має і пластохинон, що знаходиться в хлоропластах. Всі ці речовини мають у своїй структурі поліізопреноідную бічний ланцюг. Зміст коферменту Q значно перевершує зміст інших компонентів дихального ланцюга; це дозволяє припустити, що кофермент Q є рухливим компонентом дихального ланцюга, який отримує відновлювальні еквіваленти від фіксованих флавопротєїновим комплексів і передає їх на цитохроми.
Рис. 1.1. Головні джерела відновних еквівалентів та їх зв'язок з мітохондріальної дихального ланцюгом
Додатковим компонентом, що знаходяться у функціонально активних препаратів дихального ланцюга, є залізо-сірчаний блок FeS. Він асоційований з флавопротеїнами і з цітохромомb. Залізо і сірка беруть участь у оокіслітельно-відновному процесі, що протікає по одноелектронне механізму (рис. 1.5).
Сучасні уявлення про послідовність головних компонентів в дихального ланцюга відображені на рис. 1.3. На Електронегативний кінці ланцюга дегідрогенази каталізують перенесення електронів від субстратів на NAD, що знаходиться в дихального ланцюга. Це відбувається по двох шляхах. У тих випадках, коли субстратами а-кетокислот, піруват і кетоглутарат, в перенесенні електронів на NADучаствеют складні дегідрогеназну системи, що містять ліпоат і FA...
