
- •Учреждение образования
- •Управляемая самостоятельная работа № 3
- •«Основные понятия биохимической термодинамики. Принципы организации дыхательной цепи митохондрий »
- •Глава 1. Основные понятия биохимической термодинамики. Принципы организации дыхательной цепи митохондрий
- •1.1 Введение в обмен веществ и энергии
- •1.2 Макроэргические соединения
- •Флавиновые ферменты (флавопротеины)
- •Убихинон (кофермент q, КоQ)
- •Цитохромы
- •Железо-серные (FeS) белки
- •Список используемых источников
- •Эумк “Метаболическая биохимия” и.А. Ильючик в.Н. Никандров
- •Чиркин, а.А. Биохимия / а.А. Чиркин, е.О. Данченко. – Минск: Вышэйшая школа, 2017. – 431 с.
Флавиновые ферменты (флавопротеины)
1. Флавопротеины содержат очень прочно связанный нуклеотид –флавинмононуклеотид (ФМН) или флавинадениндинуклеотид (ФАД). ФМН – нуклеотид, который состоит из 6,7-диметилизоаллоксазина, спирта рибитола и остатка фосфорной кислоты. ФАД – это ФМН + АМФ.
2. Окисленный флавиновый нуклеотид принимает один электрон (атом водорода) с образованием семихинона (полухинона), или два электрона (атома водорода) с образованием ФМНН2 или ФАДН2 .
3. Присоединение электронов (атомов водорода) происходит к 1 и 10 атомам азота 6,7-диметилизоаллоксазина.
4. Поскольку флавопротеины участвуют в одно- или двуэлектронном транспорте, они являются посредниками между реакциями, в которых передаются два электрона (дегидрирование), и реакциями, в которых принимается только один электрон (например, восстановление хинона в гидрохинон).
5. ФАД-зависимые дегидрогензы являются первичными акцепторами электронов и окисляют сукцинат или ацил-КоА; ФМН-зависимая дегидрогеназа входит в состав НАДН-дегидрогеназы и окисляет НАДН.
Убихинон (кофермент q, КоQ)
Название убихинон произошло из-за его повсеместного распространения в биологических системах.
1. Кофермент Q – хиноновое производное с длинным изопреноидным хвостом. Число изопреновых единиц в коферменте Q зависит от вида живых организмов. У млекопитающих его наиболее распространенная форма содержит 10 изопреновых единиц и обозначается как Q10. Изопреновый хвост обусловливает высокую степень неполярности кофермента Q, которая способствует его быстрой диффузии в липидном бислое внутренней мембраны митохондрий. Поэтому убихинон выполняет роль посредника в переносе восстановительных эквивалентов между другими менее подвижными переносчиками электронов в мембране.
2. Убихинон может присоединять один или два электрона и превращаться в семихинон радикал (QH·) или убихинол (QH2), соответственно.
3. Поскольку убихинон переносит электроны и протоны, он выполняет важную роль в сопряжении потока электронов и протонов
4. После кофермента Q следует одноэлектронный перенос, в котором участвует система цитохромов.
Цитохромы
1. Различают 5 типов цитохромов: b, с, с1, а и а3. Указанные цитохромы отличаются по структуре и свойствам. Все цитохромы - белки, у которых простетической группой является гем. Гем – комплекс тетрапиррольного порфирина и железа. Смотри рисунки 62–64.
2. Простетической группой цитохромов b, с1 и с является железосодержащий протопорфирин IX, который также служит простетической группой в миоглобине, гемоглобине и каталазе.
3. Гем цитохромов с и с1, в отличие от цитохрома в, ковалентно связан с белковой частью за счет образования тиоэфирных связей между сульфгидрильными группами остатков цистеина и винильных радикалов гема.
4. Цитохромы а и а3 имеют иную простетическую группу, которая отличается от цитохромов с и с1:
1) в 8-м положении вместо метильной группы находится формильная группа;
2) во 2-м положении вместо винильной группы находится углеводородная цепь фарнезила (С15);
3) гем присоединен к белку нековалентной связью.
5. Суммарно отличия в строении гемов цитохромов представлены в строение гемов у различных цитохромов.
6. Цитохромы а и в являются интегральными белками внутренней мембраны митохондрий, цитохром с является растворимым протеином который связан силами электростатического взаимодействия с наружной стороной внутренней мембраны митохондрий.
7. Перенос электронов цитохромами осуществляется за счет изменения валентности атома Fe (Fe3+ ⇄ Fe2+) и меди (Cu2+ ⇄ Cu+).