Czym jest
fosforylacja
oksydacyjna??
Czym jest
fosforylacja
oksydacyjna??
• Cząsteczki
NADH
i
FADH
2
utworzone podczas
glikolizy
,
cyklu kwasu cytrynowego
i
innych procesach
metabolicznych
są bogate w
energię
ponieważ zawierają
elektrony ė
-
o wysokim
potencjale przenoszenia.
Dużo
NADH
i
FADH
2
NAD
+
+
H
+
+
2ė
+ NAD
–
H
2 ATP
2 ATP
26 ATP
30 ATP
Energia swobodna
uwalniana w znacznej
ilości podczas
przenoszenia tych
elektronów na tlen
cząsteczkowy zostaje
wykorzystana do syntezy
ATP.
Proces syntezy ATP w
wyniku przeniesienia
elektronów z NADH i
FADH
2
na O
2
przez szereg
przenośników nazywamy
FOSFORYLACJĄ
OKSYDACYJNĄ
Proces ten zachodzi w
mitochondriach i jest
GŁÓWNYM
źródłem ATP u
organizmów tlenowych.
Strona
cytoplazmatycz
na
Strona
matriksowa
Błona zewnętrzna jest łatwo
przepuszczalna dla małych i
dużych cząsteczek i jonów
ponieważ ma kanały.
Błona wewnętrzna jest nieprzepuszczalna
dla cząsteczek polarnych. Transport ATP
czy cytrynianu zachodzi przy pomocy
specjalnych nośników.
Co jest celem
fosforylacji
oksydacyjnej
??
2. Odtworzenie
NAD i FAD w
formie
utlenionej
1. Uzyskanie
ATP
26
ATP
Dużo
NAD
+
i FAD
Podczas fosforylacji
oksydacyjnej zachodzi:
1)
fosforylacja ADP
2)
utlenienie NADH i FADH
2
Dzieje się to dzięki łańcuchowi transportu
elektronów.
Elektrony przechodzą z NADH do O
2
przez
ustawione w łańcuchu 3 wielkie kompleksy
białkowe.
Kompleks trzech białek I, III
i IV
Kompleks I
oksydoreduktaza NADH–Q
Protony pozostają po stronie
matriksowej .
Elektrony przekazywane są na
FMN.
Ma kształt litery
„L”
Przeniesienie elektronów o
wysokim potencjale
przenoszenia na grupę
prostetyczną - FMN
+
N
N
N
NH
O
O
H
O
H
O
O
P
-
O
O
O
-
O
H
Przeniesienie elektronów o
wysokim potencjale
przenoszenia na grupę
prostetyczną - FMN
N
N
N
NH
O
O
H
O
H
O
O
P
-
O
O
O
-
O
H
N
N
N
NH
O
O
H
O
H
O
O
P
-
O
O
O
-
O
H
H
H
+
2e
-
+
2H
+
Przekazanie elektronów na
centra żelazowo-siarkowe
Centrum żelazowo-siarkowe
poznaliśmy przy AKONITAZIE
Centera Fe-S
Fe
3+
+
ė
↔
Fe
2+
2Fe–2S
4Fe–4S
Elektrony są przekazywane z
centrów Fe-S na koenzym Q
Cóż to jest „Q”??
H
3
C
O
O
H
3
C
CH
3
O
O
CH
3
H
10
O
O
Chinon
Ubichinon
Q
lub Q
10
Izopren
H
2
C
CH
3
CH
2
Redukcja chinonów
Drugą z trzech pomp protonowych
łańcucha oddechowego jest
oksydoreduktaza Q-cytochrom c
(tzw. Kompleks III)
oksydoreduktaza Q-
cytochrom c
•
Cytochrom jest białkiem
transportującym elektrony
przy pomocy hemowej
grupy prostetycznej
•
Jon żelaza redukuje się i
utlenia
Fe
3+
+
ė
↔
Fe
2+
oksydoreduktaza Q-
cytochrom c
W ostatnim etapie łańcucha transportu
elektronów zachodzi utlenienie cytochromu c
zredukowanego na skutek działania
kompleksu III.
Proces ten jest sprzężony z redukcją O
2
do
H
2
O.
Reakcję katalizuje oksydaza cytrochromu c.
Podczas transportu elektronów
protony są pompowane na stronę
cytozolową
Powstający gradient protonowy
zasila syntezę ATP
• Przepływ elektronów
przez łańcuch
oddechowy powoduje
przeniesienie protonów
ze strony matriksowej
do cytozolowej.
Powstający gradient H
+
jest siłą
protonomotoryczną
działania syntazy ATP
Działanie syntazy ATP wymaga
pompowania protonów
• Syntaza ATP to
najmniejszy na
świecie molekularny
motor
• Kataliza
stymulowana jest
przez obrót