łańcucha oddechowego: enzymy funkcyjne

Wszystkie reakcje biochemiczne komórek dowolnego organizmu wystąpić wydatku energii. łańcuch oddechowy – ciąg szczególnych struktur, które są umieszczone na wewnętrznej błony mitochondriów i służą do tworzenia ATP. Adenozyna jest uniwersalnym źródłem energii i może gromadzić 80 do 120 kJ.

Elektronów łańcucha oddechowego – co to jest?

Elektrony i protony odgrywają ważną rolę w edukacji energetycznej. Tworzą różnicy napięcia na przeciwległych stronach błony mitochondriów, który wytwarza skierowany ruch cząstek – prądu. łańcucha oddechowego (nie ETC łańcuch transportu elektronów) jest mediatorem w przekazywaniu dodatnio naładowanych cząstek w przestrzeni międzybłonowej i ujemnie naładowanych cząstek w kierunku grubości wewnętrznej błony mitochondrium.

Główną rolę w tworzeniu energii należy do syntazy ATP. Kompleks ten zestaw energii zmienia kierunek ruchu protonów biochemicznych powiązania energii. Nawiasem mówiąc, jest niemal identyczny jak kompleks znajduje się w chloroplastach roślin.

Oraz kompleksy enzymów łańcucha oddechowego

przeniesienie elektronu towarzyszy reakcjach biochemicznych w obecności układu enzymatycznego. Te substancje biologicznie czynne, wiele kopii, które stanowią duże złożonych struktur, służą jako pośredniczące w przenoszenia elektronów.

Kompleksy łańcucha oddechowego – są głównymi składnikami transporcie naładowanych cząstek. Ogółem w wewnętrzną błonę mitochondrialną 4 są takiej formacji jak i syntazy ATP. Wszystkie te konstrukcje mają wspólny cel – owijanie ETC transferu elektronów protonów wodoru w przestrzeni międzybłonowej i, w konsekwencji, do syntezy ATP.

Kompleks ma skupisko cząsteczek białka, spośród których istnieją enzymy, białka strukturalne i sygnalizacji. Każdy z 4 kompleksów wypełnianiu swojego charakterystycznego, tylko jego funkcję. Zobaczmy, jakie zadania w ETC przedstawienia tych struktur.

kompleks I

Przeniesienie elektronów w wnętrza błony mitochondrialnej główną rolę odgrywa łańcucha oddechowego. Reakcję eliminacji protonów i elektronów wodoru towarzyszących im – jeden z głównych reakcji ITD Pierwszy zestaw łańcuch transportowy przyjmuje cząsteczki NAD * H + (dla zwierząt) lub NADP + (* H roślin), a następnie przez rozszczepienie czterech protonów wodoru. W rzeczywistości, ze względu na to złożonej reakcji biochemicznej I zwana również NADH – dehydrogenazy (o nazwie głównego enzymu).

KOMPOZYCJA dehydrogenazy białka kompleksu żelaza siarki obejmują 3 rodzaje i mononukleotyd flawiny (FMN).

kompleks II

Działanie tego zespołu nie wymaga przenoszenia protonów wodoru w przestrzeni międzybłonowej. Główną funkcją tej konstrukcji jest to, aby dostarczać dodatkowych elektronów łańcucha transportu elektronów w procesie utleniania bursztynianu. Centralny kompleks enzymatyczny – bursztynianu, ubichinon oksydoreduktazę, która katalizuje odszczepienie elektronów z kwasu bursztynowego i przeniesienie do koenzymu ma charakter lipofilowy.

Dostawca protonów wodoru i elektronów do drugiego zespołu jest wydajność * _H2. Jednak wydajność flawinowy, dinukleotyd dinukleotyd mniej niż jego analogi – NAD lub NADP * h * H.

Kompozycja II składa się z trzech typów białek kompleksu żelaza siarki i centralnym bursztynian enzym oksydoreduktaza.

kompleks III

Kolejnym składnikiem rachunku ITP składa cytochromu b ₅₅₆ b ₅₆₀ c _1, jak również ryzyko żelazo białko siarki. Zatrudnienia trzeciego zestawu związany jest z przeniesieniem obu protonów wodoru w przestrzeni międzybłonowej, elektrony od lipofilowej ubichinonu na cytochrom C

Funkcja ryzyko białka jest to, że rozpuszcza się w tłuszczu. Inne białka z tej grupy, która zebrała się w kompleksach łańcucha oddechowego, rozpuszczalnych w wodzie. Ta funkcja wpływa na położenie cząsteczek białkowych w grubości wewnętrzną błonę mitochondrialną.

Trzeci zestaw funkcji, jak ubichinon, cytochromu c oksydoreduktazy.

kompleks IV

On kompleks cytochromu-utleniacz, który jest ostatecznym celem w ETC. Jego zadaniem jest przeniesienie elektronów z cytochromu C przez atomy tlenu. Następnie ujemnie naładowane atomy O reaguje z protonów wodoru, z wytworzeniem wody. Głównym enzymem – cytochromu c oksydoreduktazy tlenu.

Struktura zawiera kompleks cytochromu IV A, _3, a dwa atomy miedzi. Centralną rolę w przekazywaniu elektronów do tlenu poszedł cytochromu do _3. Wzajemne oddziaływanie tych struktur jest tłumione cyjanek azotu i tlenku węgla, w ogólnym sensie, prowadzi do terminacji syntezy ATP i zniszczenia.

ubichinon

Ubichinon – witaminy, jak substancja związek lipofilowy, który porusza się swobodnie w grubości membrany. mitochondrialnego łańcucha oddechowego nie może się obejść bez tej struktury, tj. K. Jest ona odpowiedzialna za transport elektronów z kompleksów I i II do kompleksu III.

Ubichinon jest pochodną benzochinonu. Struktura ta może być określana w liście schematy Q i skróconą LN (lipofilowy ubichinon). Utlenianie cząsteczek prowadzi do powstawania semiquinone – silny utleniacz, który jest potencjalnie niebezpieczne dla komórki.

syntazy ATP

Główną rolę w tworzeniu energii należy do syntazy ATP. Ta konstrukcja wykorzystuje gribopodobnaya energię skierowany ruch cząstek (protonów) w celu przekształcenia go w energię chemiczną.

Podstawowym procesem, który zachodzi w całym ETC – jest utlenianie. Łańcuch oddechowy jest odpowiedzialna za transport elektronów w grubszej błony mitochondrialnej, a ich nagromadzenie w matrycy. Równocześnie zespoły I, III i IV jest pompowana protonów wodoru w przestrzeni międzybłonowej. Różnica ładowania na stronach membrany prowadzi do kierunkowego przepływu protonów przez syntazy ATP. Od H + wejść matrycy elektrony są spełnione (co wiąże się z tlenem) w celu utworzenia neutralnego substancję do komórki – woda.

F0 syntazy ATP składa F1 i podjednostki które tworzą cząsteczkę routera. F1 składa się z trzech trzech podjednostek alfa i beta, które razem tworzą kanał. Kanał ten ma dokładnie taką samą średnicę, i które mają protonów wodoru. Z upływem dodatnio naładowanych cząstek poprzez głowicy syntazy ATP _f0 cząsteczki jest skręcona o 360 stopni wokół swojej osi. W tym czasie do AMP i ADP (difosforan adenozinmono- i) są związane resztę fosforanową z wiązań a o wysokiej energii, które otaczają dużą ilość energii.

Syntazy ATP znaleziono w ciele, nie tylko w mitochondriach. W roślinach, te zespoły znajdują się na błonie wakuoli (tonoplast), jak również tylakoid chloroplastu.

Również komórki zwierzęce i roślinne ATPazy są obecne. Mają podobną strukturę, co syntazy ATP, a ich działanie jest skierowany na wyeliminowaniu reszt fosforanowych do wydatku energii.

Znaczenie biologiczne łańcucha oddechowego

Po pierwsze, ETC koniec reakcji produkt jest tak zwana woda metaboliczny (300-400 ml dziennie). Po drugie, syntezę ATP i magazynowania energii w biochemicznych wiązań w cząsteczce. W dniu 40-60 kg adenozyny jest syntetyzowana, a tym samym jest używany w reakcji enzymatycznej komórek. Żywotność jednej cząsteczki ATP wynosi 1 minutę, a więc łańcuch oddechowy musi sprawnie działać, dokładnie i bez błędów. W przeciwnym razie, komórka umiera.

Mitochondria są uważane elektrownie dowolnej komórki. Ich liczba zależy od energii, które są wymagane dla niektórych funkcji. Na przykład, neurony można zaliczyć do 1000 mitochondria, które często tworzą klaster synaptycznej tak zwanej płytki.

Różnice między łańcucha oddechowego u roślin i zwierząt

W roślinach, dodatkowy „elektrownie” ogniwa jest chloroplastów. Na wewnętrznej błony te organelle są również syntazy ATP, co jest zaletą w porównaniu z komórek zwierzęcych.

Rośliny mogą również przetrwać na wysokie stężenia tlenku węgla, azotu i cyjanków ze względu na cyjanki odporne sposób w ITP łańcuch oddechowy kończy się więc w ubichinon, z którym elektrony są przekazywane bezpośrednio do atomów tlenu. W rezultacie, mniej się ATP, natomiast roślina może przetrwać w niekorzystnych warunkach. Zwierzęta w takich przypadkach, przedłużone narażenie na śmierć.

Możemy porównać skuteczność NAD, FAD i cyjanku odporne na drodze poprzez formowanie wskaźnika ATP podczas przesyłania 1 elektron.

• NAD lub NADP utworzonej przez 3 cząsteczek ATP;
• FAD jest utworzony z dwóch cząsteczek z ATP;
• cyjanku stanowi 1 trwałej cząsteczki ścieżka ATP.

Ewolucyjne znaczenie ETC

W odniesieniu do wszystkich organizmów eukariotycznych, w głównym źródłem energii jest łańcuch oddechowy. Biochemii syntezy ATP w komórce dzieli się na dwa typy, fosforylacji substratu i fosforylację oksydacyjną. ITP jest stosowana w syntezie drugiego typu energii, np. E. Ze względu na reakcje redoks.

W organizmach prokariotycznych ATP utworzone tylko w fosforylacji substratu w etapie glikolizy. cukry sześciu węgla (zwłaszcza glukozy) uczestniczących w cyklu reakcji i komórki wyjściowe otrzymuje dwie cząsteczki ATP. Ten rodzaj energii jest uważana za najbardziej prymitywny syntezy, np. K. Eukarionty podczas fosforylacji oksydacyjnej cząsteczki tworzą 36 ATP.

Jednak nie oznacza to, że dzisiejsze rośliny i zwierzęta utraciły zdolność do fosforylacji substratu. Tylko ten rodzaj produkcji ATP był tylko jeden z trzech etapów produkcji energii w komórce.

Glikoliza w eukariotów zachodzi w cytoplazmie komórki. Nie są konieczne enzymy, które mogą rozszczepiać glukozy do dwóch cząsteczek kwasu pirogronowego z wytworzeniem 2 cząsteczki ATP. Wszystkie kolejne etapy odbywają się w macierzy mitochondrialnej. cyklem Krebsa lub cykl kwasów trikarboksylowych, jak to ma miejsce w mitochondriach. Zamknięty łańcuch reakcji, w wyniku którego syntezy NAD i wydajność * h * H2. Cząsteczki te są stosowane jako eksploatacyjnych ITD