Окислительное фосфорилирование презентация

курсами медицинской, фармацевтической и токсикологической химии

Ассистент кафедры,
Семенчуков Алексей Алексеевич

2016

связей субстрата

Цикл Кребса:

Гликолиз:

переносимых по дыхательной цепи.

Дыхательная цепь (как процесс) – это цепь окислительно-восстановительных реакций сопровождающихся последовательным переносом электронов от одного компонента цепи к другому.

Поставщик электронов в дыхательную цепь: НАДН +Н+ и ФАДН2
Конечный акцептор электронов: О2

Дыхательная цепь (в физическом смысле) – это совокупность ферментативных комплексов расположенных на внутренней мембране митохондрий.

включая Н+
Содержит дыхательную цепь

Матрикс митохондрий:
Содержит пируватдегидрогеназный комплекс, ферменты цикла Кребса, ферменты окисления жирных кислот и аминокислот

Рибосомы

ДНК

Строение митохондрии

(комплекс I дыхательной цепи).

Участвует в окислительно-восстановительных реакциях в качестве окислителя (ФМН) или восстановителя (ФМНН2).

реакциях в качестве окислителя (убихинон, СоQ) или восстановителя (убихинол, СoQH2). Существует также полувосстановленная форма – семихинон (СоQН•).

Осуществляет перенос электронов между комплексом I и комплексом III и между комплексом II и комплексом III.

в качестве простетической группы молекулу гема.

Гем – органическое соединение состоящее из порфиринового кольца и двухвалентного железа (Fe2+)

В зависимости от структуры порфиринового кольца различают разновидности гемов:
гем а
гем b
гем с

Все разновидности гемов входят в состав соответствующих цитохромов (cyt b-c1, cyt c, cyt a-a3) и участвуют в окислительно-восстановительных реакциях в цепи переноса электронов.

электронов по дыхательной цепи, далее рассматриваться не будут.

окислительно-восстановительной пары принимать и отдавать электроны.

1) Чем ниже окислительно-восстановительный потенциал, тем легче пара отдает электроны и хуже их принимает, т.е. в реакциях выступает в качестве восстановителя.

2) Чем выше окислительно-восстановительный потенциал, тем легче пара принимает электроны и хуже их отдает, т.е. в реакциях выступает в качестве окислителя.

НАД+ + ФМНН2

ФМНН2 + СоQ CoQH2 + ФМН

CoQH2 + cyt b-c1 (Fe3+) CoQ + cyt b-c1 (Fe2+)

cyt b-c1 (Fe2+) + cyt c (Fe3+) cyt b-c1 (Fe3+) + cyt c (Fe2+)

cyt c (Fe2+) + cyt a-a3 (Fe3+) cyt c (Fe3+) + cyt a-a3 (Fe2+)

cyt a-a3 (Fe2+) + 1/2O2 cyt a-a3 (Fe3+) + H2O

- 0,32 в

- 0,30 в

- 0,30 в

+ 0,04 в

+ 0,04 в

+ 0,23 в

+ 0,23 в

+ 0,25 в

+ 0,25 в

+ 0,55 в

+ 0,55 в

+ 0,84 в

НАДН –дегидрогеназа
Комплекс I

НАДН –дегидрогеназа
Комплекс I

CoQH2 –дегидрогеназа
Комплекс III

CoQH2 –дегидрогеназа
Комплекс III

цитохромоксидаза
Комплекс IV

цитохромоксидаза
Комплекс IV

пространство

Внутренняя мембрана митохондрий

рН

Электро-химический потенциал

рН

Электро-химический потенциал

ФАД

ФАДН2

ē

сукцинат

фумарат

и фосфорилирование.

Окисление – процесс переноса электронов по дыхательной цепи.
Фосфорилирование – процесс образования АТФ.

Сопряжение происходит через образование электро-химического потенциала (ΔμН+) в ходе процесса переноса электронов (окисления), энергия которого в дальнейшем тратится на образование АТФ (фосфорилирование).

котором процесс переноса электронов по дыхательной цепи происходит, а синтез АТФ – нет.

Разобщители дыхательной цепи – протонофоры и ионофоры – вещества, способные переносить протоны водороды (Н+) через внутреннюю мембрану митохондрий. В качестве разобщителей выступают синтетические соединения (динитрофенол) или физиологические (жирные кислоты).

Значение разобщения окислительного фосфорилирования – термогенез.
Энергия электро-химического потенциала рассеивается в виде тепла.

тем выше скорость потребления кислорода и тем выше скорость работы дыхательной цепи.

Чем выше концентрация АТФ, тем ниже скорость потребления кислорода и тем ниже скорость работы дыхательной цепи.

Блокаторы дыхательной цепи:
Ротенон - блокирует НАДН-дегидрогеназу
Амитал, антимицин - блокирует СоQH2-дегидрогеназу
Цианиды, СО - блокирует цитохромоксидазу

: ГЭОТАР-Медиа, 2005. - 784 с.


2. Нельсон, Д. Основы биохимии Ленинджера : учебник. В 3 т. Т. 2. Биоэнергетика и метаболизм / Д. Нельсон, М. Кокс ; ред. А. А. Богданов, С. Н. Кочетков ; пер. с англ. Т. П. Мосолова, Е. М. Молочкина, В. В. Белов [и др.]. - М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2014. - 636 с.