OXIDATIVE PHOSPHORYLATION

0x08 graphic
0x01 graphic

Modified from MW King

Mitochondrialny łańcuch oddechowy

  • umiejscowienie: wewnętrzna błona mitochondrialna,

  • skład

    • > 80 białek zorganizowanych w 5 kompleksów enzymatycznych (I-V)

    • Electron shuttle molecules: Coenzyme Q (CoQ); Cytochrome c (Cyt c)

  • Funkcje ogólne: Produkcja ATP z procesów redukcji tlenu w celu produkcji energii dla funkcji komórkowych.

  • Drogi:

    • Pobieranie elektronów generowanych dzięki ich donorom w bezpośrenich procesach metabolicznych,

    • Elektrony są sekwencyjnie przenoszone przez grupy redox na końcowy ich acceptor, którym jest tlen.

    • Wolna energia : zużywana do pompowania protonów z macierzy mitochondrialnej do przestrzeni międzybłonowej.

    • Wytwarza się elektrochemiczny gradient w poprzek wewnętrznej błony mitochondrialnej,

    • Protein flux back into mitochondrial matrix through Complex V is coupled to ATP synthesis

Other mitochondrial functions

  • Beta oksydacja wolnych kwasów tłuszczowych,

  • Biosynteza: pirimidyn; aminokwasów; fosfolipidów; nukleotydów; hemu

MITOCHONDRIAL RESPIRATORY CHAIN: COMPOSITION

Complex

I

II

III

IV

V

Enzyme

NADH-CoQ
Reduktaza

Sukcynylo-CoQ
Reduktaza

CoQ-Cytochrome C
Reductase

Cytochrome C
Oxidase

ATP Synthase

Inhibitor

Rotenone
Amytal

TTFA malonate

Antimycin A

Cyanide
Carbon Monoxide
Azide

Oligomycin

Nuclear DNA
Subunits

39

4

10

10

~14

Mitochondrial
DNA Subunits

7
ND1-6, ND4L

0

1
Cytochrome b

3
Cytochrome oxidase
I , II , III

2
ATPase 6
ATPase 8

Flavoprotein

Flavin
mononucleotide

FAD (SDHA)

Iron protein

Siarczek żelaza
(FeS) protein
NDUFS1

FeS protein
SDHB

Rieske FeS ;
Cytochrome
(Heme) b, c1

Cytochrome
(Heme) a, a3

Other features

Membrane proteins
Cytochrome b560
SDHC
SDHD

Copper protein



Disorders

General

Alpers
Alzheimer's/
  Parkinsonism
Cardiomyopathy
Deficiency
  Barth
  Lethal Infantile
Encephalopathy
Infantile CNS
Leber's
Leigh
Longevity
MELAS
MERRF
Myopathy ± CNS
PEO
Spinal cord

General

Kearns-Sayre
Leigh's
Myopathy
  Infantile
  ± CNS
Paraganglioma
Pheochromocytoma

General

Cardiomyopathy
Fatal infantile
GRACILE
Leber's
Myopathy
  ± CNS
PEO

General

Alper's
Ataxia
Deafness
Leber's
Leigh's
Myopathy
  Infantile
    Fatal
    Benign
  Adult
  Rhabdomyolysis
PEO, KSS, MNGIE
MERRF, MELAS

ATP12
Cardiomyopathy
Leber's
Leigh
NARP

Notes

  • Większość encefalomiopatii mitochondrialnych jest związana z mutacjami mutacjami w mt DNA

  • Nuclear mutations ® Defects in respiratory chain

  • ~ 1,000 mitochondrial peptides not involved in the respiratory chain: Encoded by nuclear DNA

    • Superoxide dismutase 2 (SOD2)

      • Intramitochondrial free radical scavenging enzyme

      • Degrades superoxide produced as a byproduct of oxidative phosphorylation

0x01 graphic

COMPLEX I (NADH-Ubiquinone Oxidoreductase): Features & Deficiency1

0x01 graphic

COMPLEX II (Succinate Dehydrogenase-CoQ Oxoreductase): Features & Deficiency

0x01 graphic

COMPLEX III (CYTOCHROME REDUCTASE): Features & Deficiency

Complex III Features

Complex III Functions

Complex III disorders

0x01 graphic

COMPLEX IV (CYTOCHROME OXIDASE): Features & Deficiency

Complex IV Composition & Related Proteins

Nuclear mutations

Mitochondrial mutations

Other syndromes associated with Complex IV deficiency

0x01 graphic

COMPLEX V (ATP Synthase): Features & Deficiency

0x01 graphic

Combined deficiencies of Complexes I, III, IV, and V

0x01 graphic

Lactate metabolism4