- •Энергетический обмен.
- •Принцип работы дыхательной цепи
- •Общие принцип окислительного фосфорилирования
- •Функция:
- •5 Комплекс. Атф-синтаза
- •Каким образом энергия водорода преобразуется в энергию атф? Механизм окислительного фосфорилирования
- •Синтез атф регулируется
- •Дыхательный контроль
- •На клеточное дыхание также могут влиять: Гипоэнергетические состояния
- •Разобщители окисления и фосфорилирования
- •Ингибиторы ферментов дыхательной цепи
- •Ингибиторы ферментов дыхательной цепи Как подсчитать эффективность окисления? Коэффициент p/o
- •Расчет энергетической ценности и коэффициента р/о
- •Соотношение количества атф, неорганического фосфата и кислорода при окислении аспартата Окисление аланина
- •Соотношение количества атф, неорганического фосфата и кислорода при окислении аланина
Энергетический обмен.
Наумов АВ
1 Для чего образуются восстановленные НАД и ФАД?.
2 Окислительное фосфорилирование
3 Структура митохондрии
4 Принцип работы дыхательной цепи
5 Строение ферментативных комплексов дыхательной цепи
6 Механизм окислительного фосфорилирования
7 Синтез АТФ регулируется
8 Дыхательный контроль
9 Гипоэнергетические состояния
10 Разобщители окисления и фосфорилирования
11 Ингибиторы ферментов дыхательной цепи.
12 Как подсчитать эффективность окисления?
Часть 2.
Для чего образуются восстановленные НАД и ФАД?
Молекулы НАДН и ФАДН2, образуемые в реакциях окисления углеводов, жирных кислот, спиртов и аминокислот, далее поступают в митохондрии, где ферментами дыхательной цепи (цепи переноса электронов) осуществляется процесс окислительного фосфорилирования.
Окислительное фосфорилирование
Окислительное фосфорилирование – это многоэтапный процесс, происходящий во внутренней мембране митохондрий и заключающийся в окислении восстановленных эквивалентов (НАДН и ФАДН2) ферментами дыхательной цепи и сопровождающийся синтезом АТФ.
Нобелевский лауреат П.Митчел.
Впервые в 1961 году механизм окислительного фосфорилирования был предложен Питером Митчеллом в виде хемиосмотической теории. Согласно этой гипотезе перенос электронов, происходящий на внутренней митохондриальной мембране, сопровождается переносом ионов Н+ из матрикса митохондрий в межмембранное пространство (протонный насос), что создаёт трансмембранный градиент концентрации ионов Н+ между цитозолем и замкнутым внутримитохондриальным пространством. Ионы водорода в норме способны возвращаться в матрикс митохондрий только одним способом – через специальный фермент, образующий АТФ – АТФ-синтазу.
По современным представлениям внутренняя митохондриальная мембрана содержит ряд мультиферментных комплексов, включающих множество ферментов. Эти ферменты называют дыхательными ферментами, а последовательность их расположения в мембране – цепью тканевого дыхания или цепью переноса электронов (англ. electron transport chain ).
Структура митохондрии:
внешняя мембрана свободно проницаема для малых молекул и ионов.
внутренняя мембрана – непроницаема для большинства малых молекул и ионов в том числе Н+. Содержит:
цепь переноса электронов (1 – 4 комплекс);
АДФ-АТФ транслоказу;
АТФ синтазу (FoF1);
Транспортные переносчики.
Матрикс: содержит,
пируватдегидрогеназный комплекс;
цикл трикарбоновых кислот;
ферменты β-окисления ЖК;
ферменты окисления АК;
ДНК, рибосомы.
Растворимые метаболиты;
АТФ, АДФ, Фi, Mg2+, Ca2+, K+.
Принцип работы дыхательной цепи
В целом работа дыхательной цепи заключается в следующем:
Образующиеся в реакциях катаболизма НАДН и ФАДН2 передают атомы водорода (т.е. протоны водорода и электроны) на ферменты дыхательной цепи.
В конце дыхательной цепи электроны переносятся от доноров до акцептора (последний из акцепторов - кислород) и восстанавливают его до воды. Причём, каждый донор передаёт электрон к более электроотрицательному акцептору.
Пассаж электронов от донора к акцептору высвобождает энергию, которая используется для создания протонного градиента на внутренней митохондриальной мембране, путём перекачки протонов в межмембранное пространство (протонный насос), что создаёт термодинамические условия к выполнению работы.
Возникший градиент протонов Н+ создаёт ток протонов через АТФ-синтазу обратно в матрикс митохондрий. Создаётся движущая механическая сила, которая используется для синтеза АТФ.