Хемиосмостық процестің этаптарының жалпы сипаттамасы.

Хемиосмостық процесс метаболиттердің тотығуы энергиясын АТФ түзілуімен қосарландырады, ол митохондрияның ішкі мембранасында өтеді. Пируваттың лимон қышқылының циклінде тотығуы нәтижесінде түзілген энергия НАД⁺-пен ФАД-тардан НАДН-тан және ФАДН₂ түзілуіне әкеледі немесе жоғары энергиялы электрондар мен тотықсыздандырушы эквиваленттер түрінде жинақталады.

Бұл электрондар оттегімен байланысып Н₂О түзілуіне және тотығып фосфорлану процесінде АТФ өндірілу үшін жұмсалады.

НАДН⁺-Н және ФАДН₂ формасында резервтелген электрондар босатылады және митохондрияның ішкі мембранасында орналасқан тыныс алу тізбегі бойынша тасымалданады.

Электрондар бір комплекстен келесі комплекске өткен кезде бөлінген энергия Н⁺ -ті матрикстен ішкі мембрана арқылы мембранааралық кеңістікке сорып шығарады.

Бұл процесс митохондрияның ішкі мембранасында электрохимиялық протондық градиентті қалыптастырады. Сондықтан, мембранааралық кеңістікте протондар концентрациясы жоғары болғандықтан, олар протондық градиент бойынша кері матрикске ағылады (бір жағынан матрикстен теріс зарядтың да бағыттауымен). Бұл мембрана байланысқан АТФ-синтазаны (протондық каналдағы) қызметке әкеледі, нәтижесінде АДФ пен Н₃РО₄ –тен АТФ түзілуі өтеді.

Митохондриялық электрон тасымалдаушы тізбек (мэтт).

Алғашқы донор SH₂ –ден электрондардың терминалдық акцептор О₂-ге тасымалдану процесіне аралық жеткізушілер қатысады. Толық процесс тотығу-тотықсыздану реакцияларының тізбегін құрайды. Оның өту барысында аралық жеткізушілердің өзара әсерлесуі өтеді. Әрбір аралық жеткізушілер алғашқыда электрондар мен протондардың акцепторлары ролін атқарады. Электронды келесі жеткізушіге бергеннен кейін тотыққан қалыптан тотықсызданған формаға өтеді. Сонан кейін, ол электрондарды келесі жеткізушіге жеткізіп қайтадан тотыққан қалыпқа келеді. Соңғы стадияда жеткізуші электрондарды оттегіге береді, ал ол суға дейін тотықсызданады.

Тотығу-тотықсыздану реакцияларының кезектескен ретінің жиыны электрон тасымалдаушы тізбек немесе тыныс алу тізбегі деп аталады.

Жоғары сатыдағы ағзалардың тыныс алу тізбегіндегі аралық тасымалдаушылар ретінде келесі коферменттер болады: НАД⁺ (никотинамидадениндинуклеотид), ФАД және ФМН (флавинадениндинуклеотид және флавинмононуклеотид), кофермент Q (KoQ), гемқұрамды белоктар жиыны-цитохромдар (цх в, с₁, с, а, а₃) және гемсіз темірқұрамды белоктар (FeS, Fe₂S₂). Бұл тізбектегі барлық қатынасушылар төрт тотығу-тотықсызданушы жүйелерге немесе комплекске бөлінеді.

І-комплекс

І комплекс-НАДН+-дегидрогеназа, ФМН, FeS-белоктар. НАДН+-тәуелді дегидрогеназа субстраттың тікелей тотығуы реакциясын катализдейді. НАД+-кофермент және сутектің акцепторы қызметін атқарады. Сутек тасымалдаушысына ФМН-коферменті ол ферментке қосылған сутегінің қосып электрон мен Н+ ҒeS-белок арқылы убихинонға береді. І-комплекстің негізгі қызметі-бұл НАДН+-тан электрон мен Н+ -ті убихинонға жеткізу. Сол арқылы Н+ -тің мембранааралық кеңістікке ауысуын атқару.

ІІ-комплекс

ІІ-комплекс ФАД-тәуелді сукцинатдегидрогеназа және ҒеS-белоктар. Бұл фермент Н+ мен е- -ның бірінші ретті қабылдаушылары болып табылады. Коферменті ФАД ол субстраттан сутегіні қосып алатын акцептор болып табылады. ФАД пен ФМН ферментке простетикалық топ ретінде мықты байланысады. ФМН ферменттің белоктық бөлігімен мықты байланысқан негізгі қызметі сукцинаттың тотығуынан түзілген е- ды және Н+ -ті убихинонға тасымалдайды.

Убихинон

Кофермент Q-белоксыз компонент изопреннің туындысы. Убихинон атауы оның табиғатта кең таралғандығымен байланысты. Негізгі қызметі е- -ды цитохромға, ал Н+ мембранааралық кеңістікке жеткізу.

ІІІ-комплекс

Винилді топ Метильді топ Пропильді топ

ІІІ-комплекс-QН2 -дегидрогеназа цх в және цх С1-ден тұрады. Бұл комплекс құрамына ҒеS-белоктарда кіреді. Бұл фермент тотықсызданған кофермент Q-ді тотықтырып электронды цх С-ға тасымалдайды. Цитохромдар - бұл гемпротеинді белоктар электрондар цх в-дан цх С1, сонан кейін цх С-ға темір ионының тотықсыздануы және қайтадан тотығуы арқылы беріледі. Ғе3+ + е-  Ғе2+ Негізгі қызметі электронды цх С-ға тасымалдау. Н+ -мембранааралық кеңістікке ауысуын жүзеге асырады.