3.2. Какие из перечисленных соединений обладают разобщающим действием?

1. салицилаты

2. тиреоидные гормоны

3. ненасыщенные жирные кислоты

4. барбитураты

5. цианиды

Задание 4.

4.1. Движение электронов по дыхательной цепи заряжает внутреннюю мембрану митохондрий, а синтез АТФ разряжает ее, так как движение протонов через Fо-канал в матриксе митохондрий запускает фосфорилирование АДФ протонной АТФ–азой.

4.2. В присутствии разобщающих агентов коэффициент Р/О увеличивается, потому что разобщающие агенты ускоряют накопление протонов в межмембранном пространстве митохондрий.

Примеры ситуационных задач

Задача 1.

Подсчитайте количество АТФ, которое теоретически может образоваться при окислении янтарной кислоты до щавелевоуксусной и изоцитрата до сукцинил-КоА при условии, что митохондрии не разобщены.

Задача 2.

В эксперименте с изолированными митохондриями в качестве субстрата дыхания используется изоцитрат. Определите

а) коэффициент Р/О;

б) коэффициент Р/О при одновременном присутствии в среде сукцината и амитала натрия;

в) как изменится коэффициент Р/О при добавлении к среде тиреоидных гормонов?

Задача 3.

В прошлом предпринимались попытки использовать 2,4-динитрофенол как средство для снижения веса. Высокая токсичность соединения заставила отказаться от этой идеи, хотя принимавшие его действительно теряли вес. Объясните, на чем основан эффект 2,4- динитрофенола?

Эталоны ответов к тестовым заданиям

1.1.- Б;

1.2. А-а; 1.2. Б-с;

1.3.-А;

1.4.-В;

2.1. 1-Б; 2-А; 3-В; 4-Б; 5-А;

2.2. 1-Д; 2-Б; 3-Г; 4-А; 5-В;

2.3. 1-В; 2-А; 3-Б; 4Г;

3.1. Б(1,3);

4.1. D(-+-). 4.2 А(+++).

Эталоны ответов на ситуационные задачи

Задача 1.

Ответ. Окисление сукцината до оксалоацетата сопровождается восстановлением одной молекулы ФАД и одной молекулы НАД. Последующее окисление ФАДН₂ в дыхательной цепи сопряжено образованием 2 молекул АТФ (Р/О2), а окисление НАДН – 3 молекул (Р/О3). Следовательно, энергетический выход окисления сукцината до яблочной кислоты  5 молекул АТФ. Окисление изоцитрата до сукцинила сопровождается фосфорилированием  6 молекул АДФ, так как в ходе окисления восстанавливается 2 молекулы НАД.

Задача 2.

Ответ. Изолимонная кислота окисляется НАД-зависимой дегидрогеназой, следовательно, коэффициент Р/О будет близок к 3. В присутствии в среде амитала (производное барбитуровой кислоты) передача электронов от изоцитратдегидрогеназы будет заблокирована и дыхание будет поддерживаться за счет окисления сукцината. Сукцинатдегидрогеназа - ФАД зависимый фермент, передает электроны непосредственно на Ко Q, следовательно, коэффициент Р/О составит 2. Тиреоидные гормоны обладают свойством разобщать окисление и фосфорилирование, поэтому в их присутствии коэффициент Р/О будет снижаться (3).

Задача 3.

Ответ. 2,4-динитрофенол (2,4-ДНФ) относится к разобщителям окислительного фосфорилирования, механизм разобщающего действия которых связан с увеличением протонной проводимости внутренней мембраны митохондрий.

Являясь липофильной молекулой, 2,4-ДНФ встраивается во внутреннюю мембрану митохондрий и переносит протоны из межмембранного пространства в матрикс митохондрий, препятствуя формированию электрохимического потенциала – главной движущей силы окислительного фосфорилирования.

В условиях разобщения окисления и фосфорилирования еще большая часть энергии рассеивается в виде тепла, что приводит к дефициту АТФ, в том числе и для биосинтетических процессов – синтеза белков, нуклеиновых кислот и липидов.