Компоненты дыхательной цепи митохондрий, их роль в переносе протонов и электронов

Дыхательная цепь - это участок внутренне       й мембраны митохондрий, содержащий компоненты белковой и небелковой природы, которые участвуют протонов и электронов к кислороду.

1) I - комплекс: фермент НАДН-дегидрогеназа, коферментом является ФМН (флавиномононуклеотид - производное витамина В2)

2) Железосерные белки - FeS - белки, перенос электронов осуществляет атом железа, при этом меняется степень окисления железа:

Fe +3 + e = Fe+2

Fe+2 - e = Fe+3

3) Липид - убихинон, или коэнзим Q

4) III комплекс: цитохромы b и c1

5) Цитохром С

6) IV комплекс: цитохромы А и А3

7) II комплекс: включается сукцинат (в качестве субстрата), фермент сукцинатдегидрогеназа (СДГ) - коферментом является ФАД.

Цитохромы - это сложные белки - гемопротеины, у которых небелковая часть представлена гемом, в центре гема расположен атом железа, который участвует в переносе электронов, при этом меняется степень окисления железа.

Цитохром А3 содержит медь, которая также участвует в переносе электронов:

Cu +2 + e = Cu +1

Cu +1 - e = Cu +2

3 - В эксперименте с изолированными митохондриями в качестве окисляемого субстрата использовали малат. Чему равен коэффициент Р/О для этой реакции? как повлияет на скорость реакций окисления и коэффициент Р/О добавление амитала натрия? Как изменятся эти параметры при добавлении сукцината?

 1) Малат превращается в цикле кребса с участием кофермента над, в результате образуется надн2 и оксалоацетат. надн2 окисляется на дыхательной цепи с образованием 3 атф, р/о = 3

2) при добавлении амитала натрия происходит ингибирование 1го комплекса дыхательной цепи, окисление не идёт, атф не образуется. р/о = 0

3) сукцинат является участником цикла кребса, в результате реакции с участием кофермента фад образуется фумарат и фадн2. фадн2 окисляется на дыхательной цепи с образованием 2 атф. р/о =2

Возможно ли длительное выполнение физической нагрузки в условиях низких температур?

Нет. При длительном пребывании на холоде главное для организма-согреться. Появляются разобщители. Большая часть энергии идёт на тепло. Меньше на АТФ

БИЛЕТ 2:   1 - Общая схема распада углеводов.

Механизм синтеза АТФ на дыхательной цепи митохондрий

1961 г - теория Митчелла - хемиоосмотическая концепция, объясняющая механизм синтеза АТФ на дыхательной цепи митохондрий. Согласно теории Митчела на внутренней мембране митохондрий формируется электрохимический потенциал.

Он состоит из 2 компонентов:

1) электрический: сторона внутренне мембраны, обращенная в ММП, заряжена положительно из-за скопления протонов а ММП; сторона внутренней мембраны, обращенная в матрикс, заряжена отрицательно из-за дефицита протонов и скопления ОН-.

2) химический: сторона внутренней мембраны, обращенная в ММП, контактирует с кислой средой из-за скопления протонов в ММП; сторона внутренней мембраны, обращенная в матрикс, контактирует с щелочной средой из-за дефицита протонов и скопления ОН-.

Электро-химический потенциал внутренней мембраны митохондрий побуждает протоны двигаться из ММП в матрикс, но внутренняя мембрана непроницаема для протонов в любом месте. Протоны могут пересечь внутреннюю мембрану по каналам фермента АТФ - синтетазы.

АТФ - синтетаза состоит из 2 частей:

1) Гидрофобная часть - Fo; является каналом для перемещения протонов из ММП в матрикс.

2) Гидрофильная часть - F1; содержит активный центр, где происходит реакция: АДФ + Ф = АТФ.

Движение протонов по каналу АТФ - синтетазы приводит к активации активного центра фермента, и происходит синтез АТФ их АДФ и Ф, то есть, протоны являются активаторами АТФ - синтетазы и, соответственно, синтеза АТФ.

В эксперименте с изолированными митохондриями в качестве окисляемого субстрата использовали цитрат. Чему равен коэффициент Р/О для этой реакции? Как повлияет на скорость реакций окисления и коэффициент Р/О добавление амитала натрия? Как изменятся эти параметры при добавлении аскорбиновой кислоты?

Цитрат образуется в цикле Кребса, дальше он окисляется до изоцитрата, изоцитрат окисляется до альфа-кетоглутарата. При превращении изоцитрата в альфа кетоглутарат образуется надн2, который окисляется на дыхательной цепи с образованием 3 атф РО=3

Добавили амитал натрия, который блокирует первый комплекс дых.цепи, окисление не идёт, энергия не образуется.т.е Р/о=0.      Аскорбиновая кислота восстанавливает цитохром С, значит, от кислоты электроны переходят на цитохром С. Далее, от него электроны переходят на 4 комплекс, далее на кислород. Цепь активна от цитохрома С по 1/2 молекулы кислорода, где образуется 1 молекула АТФ.