Légzési lánc: funkcionális enzimeket

Minden biokémiai reakciók a sejtekben bármely szervezet fordul elő az energiafelhasználást. Légzési lánc - egy szekvencia-specifikus struktúrákat, hogy található a belső membrán a mitokondriumok és szolgálja az ATP képződése. Az adenozin egy sokoldalú energiaforrás, és felhalmozódhat a 80-120 kJ.

Légzőszervi elektron lánc - mi ez?

Elektronok és protonok fontos szerepet játszanak az energia oktatásban. Ezek létre egy feszültségkülönbség ellentétes oldalán a membrán a mitokondriumok, hogy létrehoz egy irányított mozgását a részecskék - aktuális. Légzési lánc (ez ETC, elektron transzport lánc) a közvetítő a átadása pozitívan töltött részecskéket a intermembrán térben és a negatív töltésű részecskék a vastagsága a belső membrán a mitokondriumok.

A fő szerepet kialakulását energia tartozik az ATP-szintáz. Ez a komplex energia megváltoztatja az irányt a proton mozgás a biokémiai energia kapcsolatokat. Mellesleg, szinte azonos a komplex található, a kloroplaszt-növények.

És komplexek a légzési lánc enzimek

Elektron transzfer kíséri biokémiai reakciók jelenlétében az enzim-rendszer. Ezek biológiailag aktív anyagok, sok példányban amelyek nagy és összetett szerkezetek, közvetítőként az elektronok átvitelét.

Komplexek a légzési lánc - központi elemei a közlekedési töltött részecskék. Összesen a belső mitokondrium-hártyán 4. Az ilyen tárolókőzet, valamint az ATP-szintáz. Mindezen szerkezeti egy közös cél - csomagoló ETC elektronátadási hidrogén protonok intermembránján tér, és ennek következtében az ATP szintézis.

A komplexum egy klaszter a fehérje molekulák, amelyek között vannak enzimek, strukturális és jelátviteli fehérjék. Mind a 4-komplexek teljesítése csak rá jellemző, funkció. Lássuk, milyen feladatokat az ETC közölt ezeket a struktúrákat.

I komplex

Elektronok átvitelét a belső mitokondriális membrán fő szerepet játszik a légzési lánc. Az eliminációs reakciót a hidrogén protonok és elektronok őket kísérő - az egyik fő reakciók STB Egy első csoport szállítási lánc feltételezi molekula NAD * H + (állatokban), vagy NADP * H + (növények), amelyet hasítás követ a négy hidrogén protonok. Valójában, mivel ez a komplex biokémiai I. reakció is nevezik NADH - dehidrogenáz (elemzi központi enzim).

A készítmény dehidrogenáz komplex vas-kén fehérjék közé 3 féle, és a flavin-mononukleotid (FMN).

II komplex

Működés E komplex nem jár az átadás hidrogén protonok intermembrán térben. A fő funkciója a struktúra, hogy további elektronokat az elektron transzport lánc útján szukcinát oxidációt. Központi enzim-komplex - szukcinát-ubikinon oxidoreduktáz, amely katalizálja a hasítását elektronok borostyánkősav és transzfer ubikinon lipofil.

Szállító hidrogén protonok és elektronok a második komplex szintén FAD * H _2. Azonban, flavin-adenin-dinukleotid hatékonysága kisebb, mint a analógjainak - NAD vagy NADP * H * H.

A készítmény II áll háromféle komplex vas-kén fehérje és központi oxidoreduktáz enzim-szukcinát.

III komplex

A következő elem a számla, ETC áll citokróm b ₅₅₆ b _{560 és} c _1, valamint a vas-kén fehérje kockázatot. Foglalkoztatás a harmadik készlet transzferéhez kapcsolódó két hidrogénatom protonok intermembrán térben, és elektronok a lipofil ubikinon citokróm C

Kockázat jellemző fehérje az, hogy feloldja a zsírt. Más fehérjék ennek a csoportnak, amely megfelelt a komplexek a légzési lánc, vízben oldódó. Ez a funkció befolyásolja a helyzetét a fehérjemolekulák a vastagsága a belső mitokondrium-hártyán.

A harmadik funkcionál ubikinon-citokróm c oxidoreduktáz.

komplex IV

Ő citokróm-oxidáns komplex, amely a végső cél az STB Feladata, hogy át elektronok citokróm c az oxigén atomok. Ezt követően a negatív töltésű O atomok reagálni fog a hidrogén protonok víz keletkezik. A fő enzim - a citokróm c oxidoreduktáz oxigént.

A szerkezet a negyedik összetett tartalmaz citokróm egy, a _3, és a két réz atomok. A központi szerepet elektronok átvitelét az oxigén ment citokróm _3. A kölcsönhatás ezeket a struktúrákat elnyomják a nitrogén-cianidot és a szén-monoxid, a globális értelemben, ez vezet a megszüntetését ATP szintézis és a pusztítás.

ubikinon

Ubiquinon - vitamin-szerű anyag, egy lipofil vegyület, amely szabadon mozog a membrán vastagsága. mitokondriális légzési lánc nem nélkülözheti ezt a struktúrát, azaz. k. Ez felelős elektron transzport a komplexek I. és II komplex III.

Ubikinon benzokinon-származékot. Ez a szerkezet lehet említett reakcióvázlatokban Q levél vagy rövidített LN (lipofil ubikinon). Az oxidációs a molekula képződéséhez vezet a szemikinon - erős oxidálószer, amely potenciálisan veszélyes a sejt.

ATP szintáz

A fő szerepet kialakulását energia tartozik az ATP-szintáz. Ez a szerkezet használ gribopodobnaya energiát irányított mozgása részecskék (protonok) alakításra kémiai energia.

Az alapvető folyamat, amely az egész ETC - oxidációja. A légzési lánc felel elektron transzport a mitokondriális membrán vastagabb és azok felhalmozódását a mátrixban. Ezzel egyidejűleg, a komplexek I, III és IV szivattyúzunk hidrogén protonok intermembrán térben. töltés különbség az oldalán a membrán vezet irányított mozgását protonok keresztül az ATP-szintáz. Mivel H + bejussanak a mátrixba, elektronok teljesülnek (társított oxigén) egy semleges anyag a sejt - víz.

ATP szintáz F0 áll és az F1-alegységekben, amelyek együttesen alkotják az útválasztó molekula. F1 három három alfa- és béta-alegységek, amelyek együttesen egy csatornát. Ez a csatorna pontosan ugyanolyan átmérőjű, amelyek hidrogén-protonok. A folyosón pozitívan töltött részecskéket keresztül az ATP szintáz fej F ₀ molekulák eltorzult 360 fokkal a tengelye körül. Ez idő alatt, hogy AMP vagy ADP (adenozinmono- és difoszfát) kapcsolódnak-foszfát maradék egy nagy energiájú kötések, amelyek körülveszik a nagy mennyiségű energiát.

ATP szintáz találhatók a szervezetben, nem csak a mitokondrium. A növényekben, ezek a komplexek is található a membrán a vakuolák (tonoplast), valamint a kloroplaszt tilakoidok.

Szintén az állati sejtekben és növényi ATP-ázok vannak jelen. Van egy hasonló szerkezetet, hogy az ATP-szintáz, de hatásuk van irányítva megszüntetése foszfátgyökök az energiafelhasználás.

A biológiai értelmében a légzési lánc

Először is, a végtermék ETC reakciók úgynevezett metabolikus vízzel (300-400 ml naponta). Másodszor, az ATP szintézis és az energia tárolására a biokémiai kötvények a molekula. Napon 40-60 kg adenozin szintetizálódik, és ugyanez alkalmazható enzimes reakciók sejtekben. Az élet egy molekula ATP 1 perc, így a légzési lánc kell működnie simán, pontosan és hiba nélkül. Ellenkező esetben a sejt elpusztul.

A mitokondriumok tartják erőművek minden sejt. Számuk függ az energia, ami szükséges bizonyos funkciókat. Például, neuronok lehet számítani akár 1000 mitokondriumok, amelyek gyakran alkotnak klaszter a szinaptikus úgynevezett plakk.

Különbségek az légzési lánc a növényekben és állatokban

A növények esetében egy további „erőművek” a sejt egy kloroplasztisz. A belső membrán ezen organellumok is találtak ATP szintáz, és ez előnyt az állati sejtek.

Szintén növények képesek túlélni a magas koncentrációban szén-monoxid, nitrogén és cianid miatt cianid-rezisztens módon a STB Légzési lánc így ér véget ubikinon, ahonnan elektronok közvetlenül át az oxigén atomok. Ennek eredményeként, kevesebb ATP-t szintetizálunk, azonban a növény képes túlélni kedvezőtlen körülmények között. Állatok ilyen esetekben, hosszan tartó expozíció meghalni.

Mi lehet összehasonlítani a hatékonyságot a NAD, FAD és cianid-rezisztens utat a ATP jelző képződését, ha a átadó 1 elektron.

• A NAD vagy NADP kialakított 3 molekula ATP;
• FAD képződik két molekula ATP;
• cianid képez 1 fenntartható pályára ATP molekula.

Az evolúciós jelentősége ETC

Minden eukarióta szervezetek, a fő energiaforrást a légzési lánc. Biokémiai ATP szintézis a sejtben van osztva két típusa, szubsztrát foszforiláció és az oxidatív foszforiláció. ETC szintézisében alkalmazott második típusú energia, azaz. E. miatt redox reakciók.

A prokarióta szervezetekben képződött ATP csak szubsztrát foszforiláció glikolízis szakaszban. Hat-szén cukrok (előnyösen glükóz) vesz részt a reakcióban ciklusban, és a kimeneti sejt kap két molekula ATP. Ez a típusú energia kell tekinteni a legprimitívebb szintézist, azaz. K. Eukaryotes során oxidatív foszforiláció kialakított 36 ATP molekulák.

Ez azonban nem jelenti azt, hogy a mai növények és állatok elvesztette a képességét, hogy szubsztrátfoszforilezés. Csak az ilyen típusú ATP szintézis volt az egyetlen a három szakasz az energiatermelés a sejtben.

Glikolízis eukarióták zajlik a sejt citoplazmájában. Vannak az összes szükséges enzimek, amelyek hasítják a glükóz két molekula piroszőlősav alkotnak 2 molekula ATP. Minden további lépés zajlik a mitokondriális mátrixban. Krebs-ciklus, vagy a trikarbonsav ciklusban, mint ahogyan a mitokondriumban. Ez a zárt láncreakció eredményeként szintetizáló NAD és FAD * H * H2. Ezek a molekulák fogják használni, mint a fogyó a STB