łańcuch oddechowy.pdf

2008 by Nixon

Organizacja łańcucha oddechowego

Wkładłaocuchaoddechowegowchodzą4kompleky

- 3 pompy protonowe (kompleksy I,III,IV)

- 1komplekizyczniezwiązanyzcyklemkreba(kompleks II)

Przepływelektronówprzeztekomplekypowodujeprzepływprotonów wpoprzekbłony(odmatrixdo

przetrzenimidzybłonowej)

NADH

Oksydoreduktaza = kompleks I

NADH-Q

Ubihinon (Q)

reduktaza Bursztynian-Q = kompleks II – donorem H i e jest FADH2

Oksydoreduktaza

Q-cytochromC = kompleks III

Cytochrom C

Oksydaza

cytochromu C = kompleks IV

Koenzym Q

- pochodnachinonowazdługimogonemizoprenowym(liczbajednotekizoprenowychzależnaodgatunku,

człowiekmaQ10)

- wytpujew3stanach utlenienia:

- dołączenie1elektronui1protonupowodujeprzejciedoemichinonu(QH )

- podołączeniukolejnegoprotonuielektronupowtajeQH2- ubichinol

- najbardziej utleniona forma Q ma dwie grupy ketonowe

2008 by Nixon

ETAPY FOSFORYLACJI OKSYDACYJNEJ

1) Elektrony z NADH wchodządołaocuchanapoziomieoksydoreduktazyNDH-Q.

- Jettopompaprotonowa,kodowanaprzezgenomyjądrowyimitochondrialny

(jakpozotałedużepompy)

- maztałtliteryL

Pierwzyetappoleganaprzenieieniuelektronównagrupprotetycznąkompleku– mononukleotyd

lawinowy(FMN)któryprzechodziwormzredukowaną(FMNH2)anatpnieprzekazanieelektronówna

zeregcentrówżelazo-iarkowychtanowiącychdrugitypgrupprostetycznych oksydoreduktazy NADH-Q.

Elektronyzcentrówżelazo-iarkowychąnatpnieprzekazywanenakoenzymQ

Przejcie2elektronówzNDHdokoenzymuQzaporednictwemokydoreduktazyNDH-Q powoduje

wypompowanie4jonówwodoruzmatrixmitochondrialnej

2 )przeniesienieFDH2powstałegoprzyutlenianiu bursztynianu do fumaranu

(dehydrogenazaburztynianowa)zachodzidzikikomplekowireduktazaburztynian-Q(którego

dehydrogenazaburztynianowatanowiczd)FDH2nieopuzczakomplekuII,jegoelektronyą

przenozonenakoenzymQktóryprzekztałcaiwubichinolWprzeciwieotwiedopozotałychkompleków

tenniepompujeprotonów,dlategoprzytulenianiuFDH2powtajemniejTP

3 )przepływelektronówzUbichinoludocytochromuc(przezoksydoreduktazęQ-cytochrom c)

CytochromctobiałkozawierającehemjakogrupprotetycznąPodczatranportuelektronówjonżelaza

przechodziz+2na+3FunkcjąokydoreduktazyQ-cytochromcjetkatalizowanieprzenieieniaelektronówz Q

nacytcorazwpompowanieprotonówdoprzetrzenimidzybłonowej

Budowa oksydoreduktazy Q-cyt. C (nazywanejteżcytochromembc1)

- dimer,każdymonomerkładaiz11podjednotek

- zawiera w sumie 3 hemy wbudowane w2podjednotki(połączonezbiałkiem kowalencyjnie)

- podjednostka c1 posiada hem typu c

- grupąprotetycznąjetprotoporirynaIX

- zawieracentrumżelazo-siarkowe

- zawieradwamiejcawiążąceubichinon: Q 0 i Q i

CYKLQ(przeniesienieelektronówzQdocytochromuc)

1) ZwiązanieUbichinolu(QH2)zmiejcemQ0

a. Ubichinolmadwaekektronyktóreoddajepokolei

i. Pierwszy przechodzi najpierw do centrum Fe -S

ii. Z centrum Fe-S do cytochromu c1

iii. Nakoocudociera do miesca docelowego – cytochromuc(przekztałcaiworm

zredukowaną)

iv. DrugiprzechodzinajpierwdocytochromubL,natpniedobHiwrezciedo

ubichinonuzwiązanegozmiejcemQi– cząteczkaubichinonu(Q)redukujeido

anionuemihinonowego(Q· - )

PodczautlenieniaQH2doQzotająwypompowane z matrix dwa protony

- podjednostka b posiada hem typu bL i bH (L-low, H-high powinowactwo substratowe)

2008 by Nixon

Cyt c

2 H+

Fe-S

Q 0 QH2

wymiana Q na QH2 (w mie js cu Q0)

Oddaniekolejnych2elektronówdo

nowe go cytochromu c (poprzedni

poprzyjciueoddyocjował)iQ*-

utworzonypoprzyjciutegoelektronu

Q * -

rodnik aniono hinonowy pobiera z ma tri x 2 H+

Miejsce Q i

2 H+

tuznównatpuje

wymiana Q na QH2

(miejsce Q0)

QH2

oraz wymiana QH2

w miejscu Qi na Q

całycyklpowtarzai

QH2

Q*-

4) Oksydaza cytochromu c katalizuje redukcjętlenudowody

2 H+

- 13 podjednostek (podjednostki I,II i III koduje genom mitochondrialny)

- zawiera dwa hemy

1) hem a

2) hem a3

- zwiera 3 jony miedzi:

1) centrum miedziowe A zawiera dwa jony ( centrum CuA/CuA – dwajonymiedzipołączonez

dwoma resztami cysteiny)

2) centrum miedziowe B zawiera jeden jon miedzi skoordynowany z 3 resztami histydyny

( centrum CuB )

cyt c1

Budowa oksydazy cytochromu c:

2008 by Nixon

Cykl:

1) Enzymmuibydwtaniecałkowitegoutlenienia

2) CytochromcprzekazujejedenelektrondoCu/Cu,kądelektronprzemiezczaidohemu a, a

natpniedohemua3iwrezciedoCuBgdzieormmiedziCu2+redukujedoCu+

3) Drugacząteczkacytcprzekazujedrugielektroniwzytkoodbywaidokładnietakamoalecały

procezatrzymujeinaetapiehema3ŻelazozawartewtymhemieredukujeizFe3+doFe2+itym

amymzykujemożliwodwiązaniatlenu(takjakwhemoglobinie)

4) Pozwiązaniutlenuprzezżelazo(hema3)idzikiizycznejblikociCuBwpotacizredukowanej

natpujezredukowanietlenudonadtlenkuktórytworzymotek nadtlenkowy midzyFe3+aCuB2+

Cyt c

nowy cyt c

CuA/CuA

Hem a

Cu+

CuB

Fe2+

Hem a3

OH - Cu

O H - Cu

Fe - O H

Fe4+ = 0

H +

H+

2H2O

H+

H +

2008 by Nixon

5) Dodanietrzeciegoelektronuzcytochromucatakżeprotonu,powodujezerwaniewiązaniaO-O i

powstanie grupy Fe 4+ = O (ferrylowej) oraz CuB 2+ - OH

anatpnieredukcjgrupyerrylowejdoFe 3+ - OH

6) Reakcja przyłączeniakolejnych2protonówpowodujeuwolnieniewodyipowrócenieenzymudotanu

wyjciowego

4 zredukowane cytochromy c + 4H + ma trix + O 2 -----------> 4 utlenione cyt c + 2 H 2 O

UWAGA:

Wtokuewolucjiokydazarozwinłazdolnodpompowania4dodatkowychjonówH+zmatrixdoprzestrzeni

midzybłonowejSumaryczniewicwrównaniupowinnobyd

4 zred. Cyt. c + 8 H + ma rtix + O 2 ------------> 4 utl. Cyt c + 2H 2 O + 4H + midzybłon

Miejsca powstawania energii w łańcuchu oddechowym

Tranportelektronówprzezłaocuchoddechowypowodujewypompowanieprotonówzmatrixdoprzetrzeni

midzybłonowejUzykanygradientprotnowyipotencjałtworząiłprotonomotorycznąwykożytywanądo

syntezy ATP.

Budowa syntazy ATP :

F 0 – ragmentprzewodzącyprotony

- wjegokładwchodzipiercienzbudowanyz10-14 podjednostek c – „WIRNIK”

- dotronyzewntrznejpiercieniaprzylegajednapodjednostka a.

F 1 – ragmentkatalityczny,wytającydomatrix

- zbudowanyz3łaocuchówα,trzechβ,orazpojednymγ,Δ,ε(α3β3γΔε)

- łaocuchyαiβ(ułożonenaprzemiennie)tworzągłówkpodjednotkiF1

- położonycentralnietrzonekzawierabiałka γiε(podjednotkaγwchodzidogłówki

zbudowanejzpodjednotekαiβtakżekażdapodjednotkaβoddziaływujezinną

czciąbiałkaγ

Podjednostki F 1 i F 0 ązeobąpołączoneprzeztrzonek

zbudowanyzγiε,orazmotekzbudowanyzdwóchbiałekb,

któryłączypodjednotkeaipodjednotkΔ

FRAGMENT F 1 – skierowany do matrix

FRAGMENT F 0 – wwewbłonie

Wkładwchodządwiepodjednotki

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: