Вопрос 18.Механизм сопряжения окисления и фосфорилирования через протонный градиент.Окисление фосфорелирования атф-синтаза.

Окислительное фосфорилирование-синтез АТР из АДР и Н3РО4 за счет энергии, выдел из тканевого дыхания.

Протоны переносены из матрекса мембран. пространство, не могут вернутся обратно, т.к. внутр мембране непроницаема для протонов и создается протонный градиент.

Важную роль играет Ко Q - перенос электронна от комплекса 1 к 3 комплексу и протоны из матрикса в мембраного протранства. (Q- цикл.) Донор электр. для 3 востанавливает убихинон(QH2) акцептор-цитохром в итоге поступают на кислород.

Энергия электрохим. потенц используется на синтез АТФ. (Дельта МЮ Н+)

АТФ-синтеза: (Н+-АТФ-аза)-интегральный белок внутр мембр митохондрий.

2а белковых комплекса: 1-гидрофобнй , в мембране. Служит основанием, фиксирует АТФ-синтазу в мембране. Он имеет несколько субъединиц:они образую каналы по которым протоны идут в матрикс.

F2-выступает в митохондриальный матрикс.

F состоит из 6ти субъединиц. (3альфа, 3Бетта, гамма, епсел.,сигма)

альфа и бетта образуют "головку", между ними - 3и активных центра ( там синтезируется АТФ)

Гамма , сигма и епселент связывают F1 c F0/

Коофицент окислительного фосфорилирования.

Субстрат т.к дых и велич. коэф окисл. фосфорилирования КОЭФ. Окисл фосф. - отношение кол-ва фосфорной кислоты (Р), использование на фосфорилирование АДФ; к ат. кислорода (О) поглащ. в процессе дыхания и для НАДН Р/o = 3, а для сукцината P/O = 2.

Механизм сопряжения окисления и фосфоршшрования через ир протонный градиент. Окислительное фосфорилированис. АТФ-

синтаза. Коэффициент окислительного фосфорилирования. Редокс-потенциал субстратов тканевого дыхания и величина коэффициента окислительного фосфорилирования.

А. Механизм сопряжения окисления и фосфорилирования

Каким же образом осуществляется сопряжение этих двух процессов? Наиболее обоснованный ответ на этот вопрос лает хемоосмотическая теория Митчелла, предложенная им в 1961 г. Основные положения были подтверждены и разработаны детально совместными усилиями многих исследователей в последующие годы.

1. Протонный градиент изоэлектрохимический потенциал

Перенос электронов по дыхательной цепи от NADH к кислороду сопровождается выа чиванием протонов из матрикса митохондрий через внутреннюю мембрану в межмембранное пространство. На эту работу затрачивается часть энергии электронов, переносимым ЦПЭ.

Б. Транспорт АТФ и АДФ через

МЕМБРАНЫ МИТОХОНДРИЙ

В большинстве эукариотических клеток синтез основного количества АТФ происходит внутри митохондрии, а основные потребители АТФ расположены вне её. С другой стороны, в матриксе митохондрий должна поддерживаться достаточная концентрация АДФ. Эти заряженные молекулы не могут самостоятельно пройти через липидный слой мембран. Внутренняя мембрана непроницаема для заряженных и гидрофильных веществ, но в ней содержится определённое количество транспортёров, избирательно переносящих подобные молекулы из цитозоля в матрикс и из матрикса в цитозоль.

В мембране есть белок АТФ/АДФ-антипор-тер, осуществляющий перенос этих метаболитов через мембрану (рис. 6-16). Молекула АДФ поступает в митохондриальный матрикс только при условии выхода молекулы АТФ из матрикса.

Движущая сила такого обмена — мембранный потенциал переноса электронов по ЦПЭ. Расчёты показывают, что на транспорт АТФ и АДФ расходуется около четверти свободной энергии протонного потенциала. Другие транспортёры тоже могут использовать энергию электрохимического градиента. Так переносится внутрь митохондрии неорганический фосфат, необходимый для синтеза АТФ. Непосредственным источником свободной энергии для транспорта Са²⁺ в матрикс также служит протонный потенциал, а не энергия АТФ.

19.свободное окисление.Разобщители дыхания и фосфорилирования.Термогенез.

Разобщители дыхания и фосфорилирования-некоторые химические в-ва ,переносящие протоны и другие ионы из межмембранного пространства в матрикс,минуя протонные каналы АТФ-синтазы ,в результате чего исчезает электрохимический потенциал и прекращается синтез АТФ.

-далее АТФ снижается,АДФ увеличивается.Скорость окисления НАД Н и ФАД Н2 возрастает.Возрастает и кол-во поглощаемого кислорода,но энергия выделяется в виде тепла и коэффициент р/о снижается.

Разобщители-липофильные в-ва ,легко проходящие через липидный слой мембран(2,4-динитрофенол)

Термогенез-процесс поддерживающий тепло в организме

-термогенин -разобщающий блок

-при охлаждении стимулирует освобождение норадреналина из окончания симпатических нервов,далее топливо и регулятор -разобщение дыхания и фосфорилирования.