Длинная дыхательная цепь.

Дегидрогеназы

Двух видов. В зависимости от небелковой части делят на никотинзависимые и флавиновые.

Никотинзависимые– сложные белки состоящие из белковой и небелковой части. Небелковая часть представлена 2 нуклеотидами НАД, НАДФ. Белковая часть определяет специфичность фермента, имеет молекулярную массу =70 тыс. В активном центре присутствуют SH группы. Кофермент представлен динуклеотидами.

НАД – никотинамид аденин динуклеотид

НАДФ – никотинамид аденин динуклеотид фосфат.

Состав НАД включает два нуклеотида:

1. аденин – рибоза – Н₃ РО₄

2. Никотинамид – рибоза - Н₃ РО₄

Состав НАДФ:

1. рибоза (Н₃ РО₄) - Н₃ РО₄

НАД и НАДФ определяют третичную структуру дегидрогеназ, придают активность белковой части и участвуют в переносе кислорода. Могут встречаться дегидрогеназы активные только в присутствии НАД: лактатдегидрогеназа, малатдегидрогеназа.
Есть ферменты где коферментом является только НАДФ: глюкоза-6-фосфат ДГ, 6-фосфоглюконат ДГ.

Общий вид реакции катализирующие НАД (НАДФДГ):

Субстрат Н₂ + кофермент (НАД,НАДФ)→ субстрат + НАДН₂ (водород отрывается от субстрата, а кофермент восстанавливается).

НАД и НАДФ отщепляются от белковой части легко. В этой реакции из НАДФ непосредственным акцептором протонов и электронов в составе НАД или НАДФ являются частью никотинамида.

Механизм окисления

В последующем НАДН₂ используется в энергетических процессах, а НАДН используется как источник Н₂ для восстановительных синтезов (синтез ЖК).

В составе НАД и НАДФ содержится витамин РР(никотиновая кислота) – противопеллагрический .Содержится в злаках, суточная потребность до 10мг.

Биологическая роль – входит в состав НАД и НАДФ участвует в процессах биологического окисления. Авитаминоз проявляется в заболевании пеллагра (шершавая кожа), симптомы дерматит, слабоумие, расстройства функций кишечника, диарея, болезнь трех Д.

Флавопротеиды

Это сложные белки, состоящие из белка и небелковой части представленной ФМН (ФАД). Белковая часть имеет большую молекулярную массу=200тыс и прочно связывается с небелковой частью. Нуклеотиды: ФМН – флавин моно нуклеотид. Он состоит из флавина, рибитола, Н₃ РО_4. ФАД – флавин аденин динуклеотид

Общий вид реакции:

В качестве субстратов для флавопротеидов является янтарная кислота, активные формы жирных кислот. В этом случае Флавопротеиды являются первичными акцепторами протонов и электронов для этих веществ. Донором Н₂ для флавопротеидов является молекула НАДН₂. В этом случае Флавопротеиды являются промежуточными акцепторами протонов и электронов. В качестве акцепторов могут быть убихинон, или непосредственно кислород. Переносчиком протонов и электронов в составе флавопротеидов служит флавил.

В составе ФМН и ФАД содержится витамин В₂ (рибофлавин) – витамин роста. Он включает флавин и рибитол. Распространен в оболочке злаков, дрожжах. Суточная потребность 1-2мг. Биологическая роль – входит в состав ФМН и ФАД, участвует в биологическом окислении.

Авитаминоз – дерматит, катаракта, анемия, поражение сердечной мышцы.

Убихинон (КоQ)

Небелковое жирорастворимое вещество перемещающееся во внутренней мембране митохондрий. Его роль сводится к переносу электронов и протонов от флавопротеидов на цитохромы.

Общий вид реакции:

ФМНН₂ + КоА →^ФП ФМН_{(окислит)} + КоАН_{2(восст)}

Механизм реакции:

Цитохромы

Это гемсодержащие белки, их обозначают латинскими буквами А, А₃, С, С_1, В, В_5, Р₄₅₀.

Они отличаются по белковой части, структуре гема, оптическими свойствами по величине окислительно-восстановительного потенциала. Их роль заключается в переносе электронов за счет атома железа. Fe²⁺ óFe³⁺

Большинство цитохромов переносят цитохромы друг от друга. Один комплекс цитохромоксидазы способен переносить электроны непосредственно на кислород, поэтому цитохромоксидаза – конечный участок в цепи переноса электронов. Цитохромоксидаза включает в себя 2 гемма двух цитохромов Ц_а и Ц_а3, 6 полипептидных цепей, молекулярную массу 450 тысяч дальтон и единственная может переносить электрон непосредственно на О₂.

Оксигеназы

Это ферменты катализирующие окисление веществ путем присоединения одного или двух атомов кислорода. Различают монооксидазы и диоксидазы.

Пероксидазы

Это ферменты катализирующие окислительные реакции с участием пероксидных соединений.

Внутримитохондриальное окисление. Окислительное фосфорелирование. Энергетический обмен.

Митохондрии поглощают до 80-90% всего потребляемого организмом кислорода. Все компоненты внутримитохондриального окисления встроены во внутреннюю мембраны митохондрий в определенной последовательности и образуют дыхательные цепи. Дыхательными они называются так как очень часто внутримитохондриальное окисление называют внутритканевое дыхание. Расположение компонентов цепи электронов внутри мембран митохондрий определяется величиной окислительно-восстановительного потенциала.

В начале ЦПЭ находятся компоненты вещества с отрицательным окислительно-восстановительным потенциалом. Эти вещества легче отдают электроны и каждый следующий компонент увеличивает ОВ потенциал. Вещества с более положительным потенциалом легче принимают электроны. Таким образом в результате перепада потенциала в цепи происходит спонтанное, самопроизвольное перемещение электронов от начала цепи до ее конца. В митохондриях принято различать короткую и длинную дыхательные цепи.

Длинная дыхательная цепь.

Она включает в себя окисление начинающиеся в матриксе митохондрий при участии НАД (НАДФ) зависит от дыхательных цепей. По длинным цепям окисляется изолимонная кислота, яблочная кислота, жирные кислоты, молочная кислота.

Первый этап: в матриксе происходит дегидрирование с переносом электронов и протонов на кофермент НАД (НАДФ).

НАДФ зависимая дегидрогиназа выполняет роль коллектора электронов и протонов от окисляемых веществ. Образуется восстановленная форма НАД (НАДФ) затем включается в длительную дыхательную цепь и в ней НАДН₂ окисляется при участии флавопротеидов.

Схема:

В последующем восстановленная форма флавопротеида переносит электрон на Fe-S комплекс.

Электрон с FeS при участии флавопротеида перебрасывается на следующий компонент: КоQ.

Второй этап: КоQН₂ оказывается системой цитохромов, на которые с КоQ перебрасываются только электроны, а протоны выделяются в м/мембранное пространство:

Под действием цитохромоксидазы на молекулу кислорода перебрасываются 4 электрона, получается два О₂. Этот кислород в последующем заимствуется с 4Н⁺→ Н₂О т.о. можно воедино свести дыхательную цепь:

Поиск по сайту: