№ | Слайд | Текст |
1 |
 |
Биологическое окислениеТканевое дыхание |
2 |
 |
Окислительное фосфорилирование создает условия для АТФ -универ-сальная форма энергии в живых организмах |
3 |
 |
Цикл трикарбоновых кислот доставляет НАДН и ФАДH2 к цепи транспортаэлектронов Жирные кислоты Глюкоза Ацетил Co A Аминокислоты Пируват |
4 |
 |
НАДH и ФАДH2 – энергетически богатые молекулы потому что содержат паруэлектронов, которые имеют высокий трансферный потенциал Коферменты НАДН и ФАДH2 образуются в матриксе при: (1) Окислительном декарбоксилировании пирувата в ацетил CoA (2) Аэробном окислении ацетил CoA в цикле трикарбоновых кислот (3) Окислении жирных кислот и аминокислот |
5 |
 |
Электроны НАДН или ФАДH2 используются для восстановления молекулярногокислорода к воде Электроны от НАДН и ФАДH2 не транспортируются прямо к O2, а транспортируются через электронные переносчики. |
6 |
 |
Восстановленая ?и окисленная формы НАД |
7 |
 |
Восстановленная ?и окисленная формы ФАД |
8 |
 |
Транспорт электронов переносчиками приводит к выкачиванию протонов изматрикса в межмембранное пространство В результате перераспределе-ния протонов создается градиент pH и трансмембран-ный электрический потенциал, который создает протонную силу |
9 |
 |
Окислительное фосфорилирование - это процесс в котором АТФ образуетсяв результате переноса электронов из НАДН или ФАДH2 к O2 электронными переносчиками. АТФ синтезируется когда протоны проходят назад в матрикс через ферментный комплекс АТФ синтазу Окисление макромолекул и фосфорилирование АДФ сопряжены протонным градиентом на внутренней мембране митохондрий |
10 |
 |
Цепь тканевого дыханияСерия ферментных комплексов (переносчиков электронов), вмонтированных во внутреннюю митохондриальную мембрану, которые окисляют НАДH2 и ФАДH2 и транспортируют электроны к кислороду називается цепью тканевого дыхания. Последовательность переносчиков электронов в цепи тканевого дыхания |
11 |
 |
Цепь тканевого дыхания состоит из 4 комплексовI II III IV Компоненты электрон-транспортной цепи группируются во внутренней мембране митохондрий в дыхательные комплексы. III IV II I |
12 |
 |
Високоэнергетические электроны: редокс потенциалы и изменениясвободной энергии. При окислительном фосфорилировании электрон трансферный потенциал НАДН или ФАДH2 превращается в фосфорил трансферный потенциал АТФ. Фосфорил трансферний потенциал – это ?G°' (энергия освобождается при гидролизе фосфатного соединения). ?G°' для АТФ = -7.3 ккал/моль Электрон трансферный потенциал E'o, (также называется редокс потенциал, или окислительно-восстановительный потенциал). |
13 |
 |
Энергия при транспорте электронов освобождается не постоянно, а вопределенном колличестве в каждом комплексе. Энергия, выделенная в трех точках в цепи собирается в форме трансмембранного протонного градиента и используется для синтеза АТФ |
14 |
 |
Комплексы I-IVКоферменты: убихинон (Q) и цитохром служат связывающим звеном между комплексами ЭТЦ Комплекс IV восстанавливает O2 к воде |
15 |
 |
Комплекс I (НАДH-убихинон оксидоредуктаза)Состоит из: - фермента НАДH дегидрогеназы (ФМН – прост. група) - Fe -S. Транспорт двух электронов от НАДH к коэнзиму Q приводит к переносу 4 ионов Н из матрикса в межмембранное пространство |
16 |
 |
Комплекс II (сукцинат-убихинон оксидоредуктаза)Переносит электроны от сукцината к Co Q. - фермент сукцинатдегидрогеназа Fe-S. Сукцинат восстанавливает ФАД к ФАДH2. Потом электроны проходят к Fe-S белкам, которые восстанавливают Q к QH2 Комплекс II не создает протонный градиент. |
17 |
 |
Все электроны должны пройти через убихинон (Q)Убихинон Q: - жирорастворимая молекула, - наименьшая и наиболее гидрофобная из всех переносчиков, - дифундирует в рамках липидного бислоя, - принимает электроны от I и II комплексов и передает их на комплекс III. |
18 |
 |
Переносит электроны от убихинона к цитохрому c. Состоит из: цитохромаb, Fe-S кластеров и цит. c1. Цитохромы – электрон-транспортные белки, которые содержат гем, как простетическую группу (Fe2+ ? Fe3+). Комплекс III (убихинон-цитохром c оксидоредуктаза) Окисление одного QH2 сопровождается транслокацией 4 H+ через внутреннюю мембрану митохондрий. Два H+ из матрикса и два от QH2 |
19 |
 |
Комплекс IV (цитохром аа3 оксидаза)Переносит электроны с цитохрома c к O2. Состоит из: цитохромов a и a3. Катализирует 4-ох электронное восстановление молекулярного кислорода (O2) к воде (H2O): O2 + 4e- + 4H+ ? 2H2O |
20 |
 |
Реактивные формы кислорода и защита от них Если кислород принимает 4электроны – образуются две молекулы H2O один электрон - супероксид анион (O2.-) два электрона – пероксид (O22-). O2.-, O22- и, особенно, их реактивные продукти являются вредными для клеточных компонентов – реактивные формы кислорода или ROS. ЗАЩИТА Супероксиддисмутаза O2.- + O2.- + 2H+ = H2O2 + O2 каталаза H2O2 + H2O2 = O2 + 2 H2O Антиоксидантные витамины: витамин E и C |
21 |
 |
Хемиосмотическая теорияПредложена Питером Митчелом в 1960 (Нобелевская премия, 1978) Хемиосмотическая теория: транспорт электронов и синтез АТФ объеденены протонным градиентом через внутреннюю мембрану митохондрий |
22 |
 |
Необходима интактная митохондриальная мембрана Транспорт электроновчерез ЭТЦ генерирует протонный градиент 3. AТФ синтаза катализирует фосфорилирование АДФ в реакции, которая обеспечивается прохождение Н+ через внутреннюю мембрану в матрикс |
23 |
 |
Искусственная система, демонстрирует хемиосмотичну теориюСинтетические везикулы содержат бактериородопсин и митохондриальную АТФ синтазу. Бактериородопсин – белок, который переносит протоны во время илюминации. |
24 |
 |
АТФ синтазаДве субъединицы Fo и F1 F1 содержит каталитические субъединицы, где АДФ и Фн связываются. F0 пронизывает мембрану и служит как протонный канал. Энергия, которая освобождаетсяться при “падении” протонов используется для синтеза АТФ. |
25 |
 |
Активный транспорт ATФ, AДФ и Pн через внутреннюю митохондриальнуюмембрану АТФ должен транспортироваться в цитозоль, а АДФ и Фн - в матрикс AДФ/ATФ переносчик меняет митохондриальное ATФ на цитозольное АДФ Фосфат (H2PO4-) транспортируется в матрикс за механизмом симпорта з H+. Переносчик фосфата снижает ?pH. |
26 |
 |
Регуляция окислительного фосфорилированияСопряжение тканевого дихания с окислительным фосфорилированием Транспорт электронов тесно связан с фосфорилированием. АТФ не может быть синтезирован путем окислительного фосфорилирования если нет энергии освобожденной при электронном транспорте. Электроны не проходят через электрон-транспортную цепь если АДФ не фосфорилируется к АТФ. Основные регуляторы: НАДН, O2, AДФ Внутримитохондриальное соотношение АТФ/АДФ является контрольным механизмом Высокое соотношение ингибирует так как АТФ аллостерически связывается с комлексом IV |
27 |
 |
Дыхательный контрольРегуляция скорости окислительного фосфорилирования с помощью уровня АДФ называется дыхательным контролем |
28 |
 |
Внутрення митохондриальная мембрана содержит белок-разъединенияБелок-разъединения образует канал для перехода протонов из цитозоля в матрикс. Разъединение тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования |
29 |
 |
РазъединителиРазъединителями являются жирорастворимые слабые кислоты Разъединители снижают протонный градиент транспортируя протоны через мембрану 2,4-Динитрофенол – эффективный разъединитель |
30 |
 |
Выход АТФ12 протонов выкачиваются из матрикса во время транспорта двух электронов от НАДН к O2 (комплекс I, III и IV). Перенос 3H+ необходим для синтеза одной молекулы АТФ АТФ-синтазой 1 H+ необходим для транспорта Фн. 4 H+ используется для каждой синтезированной АTФ Для НАДН: 3 АТФ Для ФАДН2: 2 ATФ |
«Биологическое окисление» |