Nafas olish zanjiri: funktsional fermentlar

har qanday organizmning hujayralari barcha biokimyoviy reaktsiyalar energiya xarajatlar bilan sodir bo'ladi. Nafas olish zanjiri - mitokondrini ichki membrana ustida joylashgan va ATP shakllanishi uchun xizmat bir natija aniq tuzilmalar. Adenozin energiya ko'p tomonlama manbai hisoblanadi va 80 120 ishni o'lchashni to'planishi mumkin.

Nafas olish, elektron zanjir - bu nima?

Elektronlar va protonlar energiya ta'lim muhim rol o'ynaydi. joriy - Ular zarrachalar bir qaratilgan harakatini hosil mitokondrini membrana qarama-qarshi tomondan bir kuchlanish farq yaratish. Nafas olish zanjiri (u ETC, elektron transport zanjir) mitokondrini ichki membrana qalinligi intermembrane kosmosda musbat zaryadlangan zarrachalar uzatish va manfiy zaryadlangan zarralar bir mediator hisoblanadi.

energiya shakllantirishda asosiy rol ATP-sintazın tegishli. energiya, bu murakkab majmui biokimyoviy energiya aloqalarni proton harakatga yo'nalishini o'zgartiradi. murakkab o'simliklar kloroplastlarda joylashgan uchun Aytgancha, deyarli bir xil bo'ladi.

Va nafas olish zanjiri fermentlari majmualari

Electron transfer ferment tizimining huzurida biokimyoviy reaktsiyalar bilan birga bo'ladi. Bu biologik faol moddalar, ko'p nusxada bo'lgan, katta murakkab tuzilmalarni tashkil elektronlar o'tkazish vositachilar sifatida xizmat qiladi.

nafas olish zanjirining majmualari - zaryadlangan zarrachalar transport markaziy qismlariga. ichki mitoxondrial membrana 4 Jami bunday shakllantirish, shuningdek, ATP sintazın bo'ladi. Natijada, deb, intermembrane kosmosda vodorod protonlar o'rash ETC elektron uzatish va - barcha bu tuzilmalar umumiy maqsadni baham ATP sintez.

murakkab tarkibiy fermentlar va signalizatsiya oqsil mavjud bo'lgan orasida oqsil molekulalarining, bir dasta emas. 4 komplekslari Har uning faqat uning xususiyati, vazifasini ado. ning kabilarda vazifalari Ushbu tuzilmalar hozirgi qaysi ko'rib chiqaylik.

Men murakkab

mitokondrial membranani asosiy roli ichki elektronlar transfer nafas olish zanjirida o'ynaydi. vodorod proton va elektronlar bartaraf reaktsiya ularni birga - asosiy reaktsiyalar boshqalar biri transport zanjirning birinchi majmui to'rt vodorod protonlar bo'linish ortidan (hayvonlarda) NAD * H + ning molekula yoki NADP * H + (o'simliklar), o'z zimmasiga olmaydi. (Markaziy dimer nomidagi) dehidrojenaz - Aslida, tufayli bu murakkab biokimyoviy reaktsiya uchun, men ham deb ataladi NADH.

tarkibi dehidrojenaz murakkab temir-oltingugurt oqsillar 3 turdagi va Flavin mononükleotid (FMN) o'z ichiga oladi.

II murakkab

Bu majmua Operation intermembrane kosmosda vodorod protonlar uzatishni jalb qilmaydi. Bu strukturaning asosiy vazifasi süksinat oksidlash orqali elektron transport zanjirga qo'shimcha elektronlar yetkazib berish hisoblanadi. Markaziy ferment murakkab - sukkinat-ubiquinone oxidoreductase, ubiquinone uchun sukkinik kislota va o'tkazish bo'yicha elektronlar bo'linish katalize lipofil hisoblanadi.

Ikkinchi majmua uchun vodorod proton va elektronlar etkazib beruvchi, shuningdek, FAD * H _2. Biroq, adenin dinükleotid uning analoglari ko'ra kamroq samaradorligini Flavin - NAD yoki NADP * H * Hijriy

tarkibi II murakkab temir-oltingugurt oqsillar va Markaziy oxidoreductase ferment süksinat uch turdagi iborat.

III murakkab

hisob keyingi qismi, ETC sitokrom b ₅₅₆ iborat b _560, va c _1, shuningdek temir-oltingugurt oqsil xavfi. Uchinchi majmui Mehnat intermembrane kosmosda ikki vodorod protonlar o'tkazish bilan bog'liq, va lipofil ubiquinone dan elektronlar S Sitokrom uchun

oqsil xavfi xususiyati yog 'eriydi, deb. suvda eruvchan nafas zanjiri, komplekslari bilan uchrashdi, bu guruh boshqa oqsillar. Bu xususiyat, ichki mitoxondrial membrana qalinligi oqsil molekulalarining o'rnini ta'sir qiladi.

ubiquinone-sitokrom c oxidoreductase sifatida funktsiyalarni uchinchi majmui.

murakkab IV

Va hokazo yakuniy manzil U sitokrom-oksidant murakkab Uning ish kislorod atomlari uchun sitokrom v elektronlarni o'tkazish hisoblanadi. Keyinchalik manfiy zaryadlangan O atomlari suv hosil qilish uchun vodorod protonlar bilan munosabatda bo'ladi. Asosiy ferment - sitokrom v oxidoreductase kislorod.

To'rtinchi majmua tuzilishi sitokrom A, _3, va ikki mis atomlari o'z ichiga oladi. kislorod elektronlar o'tkazish markaziy rol ₃ Sitokrom _ketdi. Bu tuzilmalar o'zaro global ma'noda, u ATP sintez va qirg'in bekor olib keladi, azot va tsianid va uglerod oksidi susayib bo'ladi.

ubiquinone

Ubiquinone - membrana qalinligi erkin harakat bir vitamin o'xshash modda, bir lipofilik aralashma. mitokondriyal nafas zanjiri, bu tuzilishi holda, albatta, mumkin emas, ya'ni. k. Bu majmua III I va II majmualarini elektron tashish uchun mas'ul bo'lgan.

Ubiquinone bir benzokinon yasama bo'ladi. Bu qurilish chizmalarini Q harfi yoki qisqartirilgan LN (lipofil ubiquinone) bilan ham ifodalash mumkin:. kuchli oksidlovchi, hujayra uchun xavfli bo'lgan - molekulaning Oksidlanish semiquinone shakllanishiga olib keladi.

ATP sentaz

energiya shakllantirishda asosiy rol ATP-sintazın tegishli. Bu qurilish kimyoviy energiyaga aylantirish uchun zarralar (protonlar) ni gribopodobnaya energiya qaratilgan harakatini foydalanadi.

Etc davomida sodir asosiy jarayon - Oksidlanish hisoblanadi. nafas olish zanjiri elektron qalin mitoxondrial membrana transport va matritsasi o'z jamg'arish uchun javobgar bo'ladi. Bir vaqtning o'zida, men, III va IV majmualari intermembrane kosmosda vodorod proton pompalanır. membrana tomondan haq farq ATP sintazın orqali protonlar yo'naltirilgan harakati olib keladi. Suv - H + Enter the Matrix beri, elektronlar hujayra uchun neytral modda hosil qilish uchun (kislorod bilan bog'liq, deb) kutib oladi.

ATP sintez F0 iborat va qaysi F1 Pastki birga router molekulalar hosil qiladi. F1 bilan birga, bir kanalni tashkil uch uch alfa va beta pastki iborat. Bu kanal bir vodorod proton bor aynan shu diametri, bor. ATP sintez rahbari orqali musbat zaryadlangan zarralar o'tishi bilan F ₀ molekulalar o'z o'qi atrofida 360 daraja o'ralgan bo'ladi. Bu vaqt mobaynida, AMP yoki ADP (adenozinmono- va difosfat) uchun energiya katta miqdorda o'rab yuqori energiya obligatsiyalar bilan fosfat qoldiqlarini biriktirilgan.

ATP sintez mitokondride nafaqat, vujudga bo'lgan. o'simliklar, bu majmualari ham kofullar (tonoplast) membrana, shuningdek kloroplast thylakoids joylashgan.

Shuningdek hayvon xujayralari va o'simlik ATPases mavjud. Ular ATP sintazın deb shunga o'xshash tuzilishga ega, lekin ularning harakat energiya xarajatlariga fosfat qoldiqlari bartaraf yo'naltirilgan.

nafas olish zanjirining biologik ma'nosi

Birinchidan, yakuniy mahsulot ETC reaktsiyalar deb atalmish metabolik suv (kuniga 300-400 ml) bo'lgan. Ikkinchidan, molekulada biokimyoviy obligatsiyalar bilan ATP va energiya saqlash sintezi. kuni 40-60 kg adenozin sintezlanadi va shu fermentativ reaktsiyalar hujayralar ishlatiladi. nafas olish zanjiri aniq va xatosiz, silliq faoliyat kerak, shuning uchun ATP biri molekulasi hayoti, 1 daqiqa. Aks holda, hujayra nobud bo'ladi.

Mitokondrini har qanday hujayra elektr stantsiyalari hisoblanadi. Ularning soni muayyan vazifalar uchun talab qilinadi energiya bog'liq. Misol uchun, neyronlar ko'pincha toshma deb atalmish Synaptic'ten bir Klaster yaratish 1000 mitoxondriyaga yuqoriga sanab mumkin.

o'simliklar va hayvonlar nafas olish zanjiri o'rtasidagi farqlar

o'simliklarda, hujayraning qo'shimcha «kuch o'simliklar" bir kloroplast hisoblanadi. Bu organellerin ichki membrana ham ATP sintazı topdi, va bu hayvon hujayralari ustidan afzalligi hisoblanadi etiladi.

Shuningdek o'simliklar tufayli boshqalar ham sianid chidamli yo'liga uglerod oksid, azot va siyanürün yuqori konsentrasiyalarda omon mumkin Nafas olish zanjiri shunday elektronlar bevosita kislorod atomlari yo'naltiriladi bo'lgan ubiquinone, tugaydi. Natijada, ATP sintezlanadi kam, ammo, o'simlik salbiy sharoit omon mumkin. Bunday hollarda hayvonlar, uzoq vaqt ta'sir o'lish.

1 elektronni o'tkazish paytida, Biz ATP ko'rsatkich shakllantirish orqali NAD, FAD va sianid chidamli yo'lidan samaradorligini solishtirish mumkin.

• NAD yoki ATP 3 molekulalar tomonidan tashkil NADP bilan;
• FAD ATP ikki molekulalar bilan hosil bo'ladi;
• siyanürün 1 barqaror yo'l ATP molekulalar hosil qiladi.

Hokazo tadrijiy ahamiyat

Barcha ökaryotik organizmlar uchun energiya asosiy manbai nafas zanjir. hujayra ichida Biokimyo ATP sintez ikki turdagi, substrat fosforlanish va oksidlanish fosforillanish bo'linadi. ETC reaktsiyalarni redoks energiya ikkinchi turi, ya'ni. E. Due sintez ishlatiladi.

Prokaryotik organizmlarda ATP faqat glikoliz bosqichida substrat fosforillash shakllangan. Olti-uglerod shakar (afzal glyukoza) reaktsiya tsikli jalb va chiqish hujayra ATP ikki molekulalarni qabul qildi. energiya Bu turdagi oksidatif fosforilasyon davomida K. Eukaryotes 36 ATP molekulalarni hosil ya'ni. eng ibtidoiy sintez, deb hisoblanadi.

Biroq, bu bugungi o'simliklar va hayvonlar fosforilasyonunu substrat qobiliyatini yo'qotgan, degani emas. Faqat ATP sintez bu turi hujayraning energiya ishlab chiqarish uch bosqichdan faqat bitta edi.

ökaryotlarda glikoliz hujayra sitoplazmasida bo'lib o'tadi. ikki molekulalar uchun glyukoza yopishib mumkin bo'lgan barcha kerakli fermentlar bor Pirouzum kislotasining ATP 2 molekulalari. Barcha keyingi qadamlar mitoxondrial matritsasi bo'lib o'tadi. Krebs aylanishi yoki tricarboxylic rahmi aylanishi, deb mitoch uchraydi. Bu NAD va FAD * H * Vitamin H 2 sintez qaysi natijasida zanjir reaksiyalar yopiq. Bu molekulalar va boshqalar, bir sarf sifatida foydalaniladi