71. Строение и механизм работы комплекса митохондриальной атф-синтазы

Две b-субъединицы (b2) комплекса Fo тесно связаны с тремя парами α- и β-субъединиц комплекса F1, удерживая его в фиксированном положении относительно мембраны.

В комплексе Fo (оранжевый цвет на рис.), погруженном в мембрану, центральный комплекс – цилиндр c 10 субъединицами с (c10) прикреплен к стержню комплекса F1 (он образуется субъединицами γ и ε).

Когда протоны двигаются из стороны Р (пи-сайд, P side) к стороне N (эн-сайд, N side) через Fo, цилиндр с10 и стержень γ-ε поворачиваются, приводя к изменению конформации субъединицы β комплекса F1

(с этими субъединицами поочереди реагирует γ-субъединица, что приводит к «постоянному» синтезу АТФ).

структурно-функциональном плане АТФ-синтаза состоит из двух крупных фрагментов, обозначаемых символами F1 и F0. Первый из них (фактор сопряжения F1) обращён в сторону матрикса митохондрии и заметно выступает из мембраны в виде сферического образования. Он состоит из девяти субъединиц, представленных пятью типами белков. Полипептидные цепи трёх субъединиц α и стольких же субъединиц β уложены в похожие по строению белковые глобулы, которые вместе образуют гексамер (αβ)3, имеющий вид слегка приплюснутого шара. Подобно плотно уложенным долькам апельсина, последовательно расположенные субъединицы α и β образуют структуру.

Мембранная часть АТФ-синтазы, называемая фактором сопряжения F0, представляет собой гидрофобный белковый комплекс, пронизывающий мембрану насквозь и имеющий внутри себя два полуканала для прохождения протонов водорода. Всего в состав комплекса F0 входит одна белковая субъединица типа а, две копии субъединицы b, а также от 9 до 12 копий мелкой субъединицы c.

Таким образом, в молекуле АТФ-синтазы можно выделить две группы белковых субъединиц, которые могут быть уподоблены двум деталям мотора: ротору и статору. «Статор» неподвижен относительно мембраны и включает в себя шарообразный гексамер (αβ)3, находящуюся на его поверхности и субъединицу δ, а также субъединицы a и b мембранного комплекса F0. Подвижный относительно этой конструкции «ротор» состоит из субъединиц γ и ε, которые, заметно выступая из комплекса (αβ)3, соединяются с погружённым в мембрану кольцом из субъединиц c.

Способность синтезировать АТФ — свойство единого комплекса F0F1, сопряжённого с переносом протонов водорода через F0 к F1, в последнем из которых как раз и расположены каталитические центры, осуществляющие преобразование АДФ и фосфата в молекулу АТФ. Движущей же силой для работы АТФ-синтазы является протонный потенциал, создаваемый на внутренней мембране митохондрий в результате работы цепи электронного транспорта.

• Протон-движущая сила вызывает вращение центрального стержня g (поэтому механизм называют «вращательным»)

• Это вызывает конформационное изменение у всех трех ba-пар

• Конформационное изменение одной из трех пар приводит к «конденсации» АДФ и Фн в АТФ.

72. Строение и свойства воды, её функции в растении

Вода – основной компонент большинства растительных клеток и тканей.

Содержание воды в клетках варьирует в зависимости от типа клеток и физиологических условий

Еще некоторые важные функции воды:

- вода является средой, в которой происходит диффузия растворенных соединений по клеткам растения;

- представляет собой вещество, необычайно удобное для регуляции температуры (высокая теплоемкость);

- служит растворителем, необходимым для протекания реакций (большинство неорг. и орг. соед. растворимы лучше всего в воде);

- вода мало сжимаема при давлениях, что подчеркивает ее роль в поддержании структуры растения – в результате многие ткани растения имеют «водный» скелет в виде высоко-тургесцентных клеток.

Важное свойство воды – ее полная прозрачность для лучей видимой части спектра (400-800 нм), что позволяет солнечному свету достигать хлоропластов, находящихся в клетках листьев, а также растений, погруженных в толщу воды.

Можно обобщить некоторые наиболее важные уникальные свойства воды:

1 – термальные (точки кипения и замерзания очень высоки для

соединений О и Н), огромная теплоемкость, изменения формы – «легкая» твердая, тяжелая жидкая, газ.

2 – свойства растворителя (изменение точек плавления и кипения при растворении различных соединений), кислород и углекислота растворимы в воде

3 – особая проводимость для света (весь красный свет поглощается первым метром воды, весь желтый первыми 10 м, остальная высокоэнергетичная часть проходит в глубь, придавая голубой цвет океану)

4 – особенно высокая проводимость для звука

5 - вода – хороший растворитель для заряженных частиц

6 - самое большое поверхностное натяжение

7 - высокая диэлектрическая проницаемость

8 – плотность воды в интервале температур от +4 до 0 оС понижается, поэтому лед легче воды и в воде не тонет.

9 - большой теплоемкость