93767

Структура дыхательной цепи митохондрий, генерация в ней АТФ

Доклад

Биология и генетика

Первый кофермент – НАД. Он принимает ионы водорода и электроны от субстрата S-H2, находящегося за пределами дыхательной цепи. Акцептором их является атом углерода никотинамида, находящийся в 4-м положении. Образовавшийся НАД-Н2 передает ионы водорода и электроны ФМН, где они присоединяются к атомам азота изоалаксозинового цикла.

Русский

2015-09-06

17.6 KB

0 чел.

Структура дыхательной цепи митохондрий, генерация в ней АТФ. 

Строение дыхательной цепи митохондрий На внутренней мембране этих органоидов локализовано 8 оксидоредуктаз, коферменты которых располагаются последовательно в следующем порядке:

Ц и т о х р о м ы

S-H2 2е- НАД 2е- ФМН 2е- убихинон 2е- Ц.b 

2Н+ 2Н+ 2Н+ 2Н+

 Н2О   

-------------------- АТФ ----------------- АТФ

2е- Ц.c1 2е- Ц.c 2е- Ц.a 2е- Ц.a3 2е-

 ½ О2

АТФ

Первый кофермент – НАД. Он принимает ионы водорода и электроны от субстрата S-H2, находящегося за пределами дыхательной цепи. Акцептором их является атом углерода никотинамида, находящийся в 4-м положении. Образовавшийся НАД-Н2 передает ионы водорода и электроны ФМН, где они присоединяются к атомам азота изоалаксозинового цикла. От ФМН-Н2 ионы водорода и электроны переходят на убихинон. Первые из них временно остаются на убихиноне и в дальнейшем, соединяясь с атомом активированного кислорода, образуют молекулу воды. От убихинона електроны передаются на цитохром b, присоединяясь к атому железа гема, который меняет свою валентность с 3 на 2.. От цитохром b они перемещаются последовательно на цитохромы с1, с, а и а3. При каждом таком переходе электрона от одного фермента дыхательной цепи митохондрий к другом происходит постепенная потеря энергии и на цитохром а3 (цитохромоксидазу) переходит лишь остаток ее. Последний передается на молекулу кислорода, поступившую в клетку через кровь из легких, активируя ее. Активированный кислород после этого соединяется с ионами водорода, отщепившимися от убихинона и образуется вода, конечный продукт биологического окисления. Генерации АТФ ферментами дыхательной цепи митохондрий. Каждые два фермента дыхательной цепи митохондрий образуют редокс-пару. Между ними имеются определенный окислительно-восстановительный отенциал (ОВП), э.д.с., выражающаяся в вольтах. В процессе переноса электронов происходит постепенное увеличение ОВП. У НАД он равен -0,32 в, у кислорода - +0,81 в. Генерация АТФ в дыхательной цепи митохондрий происходит на тех участках ее, где различие в ОВП между компонентами редокс-пары составляет не менее 0,2 в. Таких участков 3: 1) между НАД и ФМН; 2) между цитохромами b и c1; 3) между цитохромами а и а3.Поэтому при окислении ферментами дыхательной цепи митохондрий одной молекулы НАД-Н2 генерируется 3 молекулы АТФ. Если же окисляется ФАД-Н2, то ионы водорода и электроны передаются от него на ФМН, минуя первый пункт генерации АТФ, между НАД и ФМН. Поэтому произойдет генерация только двух молекул АТФ. Согласно теории П. Митчелла, энергия, отдаваемая электронами при прохождении через эти участки дыхательной цепи, используется для перемещения положительно заряженных ионов водорода из внутреннего пространства митохондрий (матрикса) в пространство между внутренней и наружной мембранами их, т.е. на наружную поверхность внутренней мембраны этих органоидов (ВММ). Вследствие этого на последней накапливается избыток ионов водорода. При этом на внутренней поверхности ВММ содержится избыток отрицательно заряженных электронов. Поэтому создается разница потенциалов между наружной и внутренней поверхностями ВММ (мембранный потенциал). Из-за наличия этого потенциала ионы водорода стремятся вернуться обратно в матрикс. Для этого они использую специальный канал, расположенный внутри фермента протонная АТФ-аза, расположенная на ВММ. Во время прохождения через этот канал ионов водорода выделяется энергия, которая используется для генерации из АДФ и фосфорной кислоты АТФ (окислительного фосфорилирования). Следовательно протонная АТФ-аза функционирует как АТФ- синтетаза.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

62177. Снятие мерок для построения чертежа юбки 15.76 KB
  Структура урока соответствовала комбинированному уроку. В ней выделены следующие этапы: организационный момент актуализация опорных знаний и опыта целеполагание и мотивация изучение нового материала практическая работа...