4.Окисно-відновні потенціали;
Мітохондріальний дихальний ланцюг функціонує як послідовність реакцій перенесення електрона від донора до реципієнта. Усі окисно-відновні реакції добре описуються в термінах термодинаміки через зміну електрохімічного потенціалу Δμ. Редокс-реакцію можна записати наступним чином
n – кількість електронів, які переносяться в редокс-системі.
За рівноваги електрохімічні потенціали окисника та відновника будуть однаковими μох= μred
μох і μred – стандартні хімічні потенціали окисника й відновника;
Еох і Еred – електродні потенціали окисника й відновника.
Різниця електродних потенціалів – це окисно-відновний потенціал (редокс-потенціал) редокс-системи і отримаємо.
Підставивши у рівняння Еоо – стандартний окисно-відновний потенціал, отримаємо вираз для редокс потенціалу .
Через редокс-потенціал оцінюється зміна вільної енергії в реакції окиснення-відновлення (ΔG0).
Редокс-потенціали вимірюють потенціометричним методом: вимірювальний електрод поміщають у досліджувану редокс-систему і за допомогою потенціометра реєструють різницю потенціалів між першим і стандартним водневим (платиновий) електродом.
Через редокс-потенціал оцінюється зміна вільної енергії в реакції окиснення-відновлення (ΔG0), яка пов'язана з константою рівноваги
Отже отримаємо
Підставивши з рівняння
У наступний вираз
Отримаємо таке співвідношення
тоді
5.Дихання мітохондрій;
СТАН 2 - Деенергізований
Швидкість VO2 мала, оскільки мітохондрії є в середовищі за наявності АДФ, але відсутності субстратів
СТАН 3 - Фосфорилюючий
Швидкість VO2 велика, оскільки мітохондрії є в середовищі за наявності АТФ та субстратів
СТАН 4 – Енергізований (Дихальний контроль)
СТАН 5 – Анаеробний
Швидкість VO2 відсутня, оскільки мітохондрії є в середовищі з субстратами дихання, однак вичерпано О2.
СТАН 6 – Транспорт іонів
Перенос Ca2+ в матрикс мітохондрій
Перенос фосфата в матрикс мітохондрій
СТАН U - РОЗДІЛЬНИЙ
Стан |
Склад середовища інкубації |
Назва стану |
Потенціал на мембрані |
Стан переносчиків електронів |
2 |
Pi + ADP |
Деенергізоване |
низький |
окислені |
3 |
Pi + ADP + субстрат |
Фосфорилююче |
< 175 мВ |
проміжний |
4 |
Pi + субстрат дихання |
Дихальний контроль |
175 мВ |
відовлені |
5 |
Без кисню |
Анаеробне |
Дуже низький |
відновлені |
6 |
Pi + Ca2+ + субстрат |
Транспорт катіонов |
низький |
проміжний |
U |
3, 4 або 6 + протонофор |
Роз'єднаний стан |
низький |
окислені |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Дія Ca2+ і Pi
Електрохімічний потенціал протона
