Respiratwa chèn: anzim fonksyonèl

Tout reyaksyon byochimik nan selil yo nan nenpòt ki òganis rive avèk depans enèji. Respiratwa chèn - yon sekans estrikti espesifik ki yo sitiye sou manbràn anndan an nan mitokondri ak sèvi pou fòmasyon nan ATP. Adenosine se yon sous versatile nan enèji ak ka akimile 80 a 120 kj yo.

Respiratwa elèktron chèn - sa ki sa li ye?

Elektwon ak pwoton jwe yon wòl enpòtan nan edikasyon enèji. Yo kreye yon diferans vòltaj sou chak bò opoze nan manbràn lan nan mitokondri la ki jenere yon mosyon dirije nan patikil yo - kounye a. Respiratwa chèn (li elatriye, elèktron chèn transpò) se yon medyatè nan transfè a nan patikil pozitivman chaje nan espas ki la intermembrane ak patikil chaj negatif nan epesè a nan manbràn anndan an nan mitokondri.

wòl prensipal la nan fòmasyon an nan enèji ki dwe nan ATP-synthase la. Sa a mete konplèks nan enèji transforms yon direksyon ki nan mouvman an pwoton nan lyen yo enèji byochimik. By wout la, se prèske ki idantik ak konplèks la ki sitiye nan klowoplas yo nan plant yo.

Ak konplèks nan anzim yo chèn respiratwa

se elèktron transfè akonpaye pa reyaksyon byochimik nan prezans nan sistèm lan anzim. Sa yo sibstans ki sou biyolojik aktif, anpil kopi ki fòme gwo estrikti konplèks, sèvi kòm entèmedyè nan transfè a nan elektwon.

Konplèks nan chèn lan respiratwa - se eleman santral la nan transpò a nan patikil chaje. Total nan enteryè manbràn nan mitokondriyo 4 yo nan fòmasyon sa yo, osi byen ke ATP synthase. Tout moun sa yo estrikti pataje yon objektif komen - anbalaj ETC transfè elèktron nan pwoton idwojèn nan espas ki la intermembrane, epi, kòm yon konsekans, sentèz la nan ATP.

Konplèks la se yon gwoup nan molekil pwoteyin, nan mitan ki gen anzim, estriktirèl ak siyal pwoteyin. Chak nan 4 konplèks yo ranpli sèlman li yo l 'karakteristik, fonksyon. Ann wè ki travay nan ETC la prezante estrikti sa yo.

mwen konplèks

se transfè a nan elektwon nan enteryè a nan wòl nan mitokondriyo manbràn prensipal la jwe pa chèn nan respiratwa. Eliminasyon reyaksyon nan pwoton idwojèn ak elektwon akonpaye yo - youn nan reyaksyon yo prensipal ELATRIYE Yon seri premye nan chèn transpò pansé ké molekil nan NAD * H + (nan bèt) oswa NADP * H + (plant), ki te swiv pa klivaj nan kat pwoton yo idwojèn. Aktyèlman, akòz sa a reyaksyon konplèks byochimik mwen se tou yo rele NADH - deidrojenaz (yo te rele santral anzim).

konpozisyon deidrojenaz konplèks pwoteyin yo fè-souf gen ladan 3 kalite, ak Flavin mononucleotide (FMN).

II konplèks

Operasyon nan sa a konplèks pa enplike transfè a nan pwoton idwojèn nan espas ki la intermembrane. Fonksyon prensipal nan estrikti sa a se bay elektwon anplis nan chèn lan elèktron transpò pa vle di nan suksinat oksidasyon. Santral konplèks anzim - suksinat-Ubiquinone oxidoreductase, ki kataliz klivaj nan elektwon soti nan asid suksinik ak transfere nan Ubiquinone se lipofil.

Supplier nan pwoton idwojèn ak elektwon nan konplèks nan dezyèm tou se FAD * H _2. Sepandan, Flavin adenin efikasite dinukleotid mwens pase sa yo ki an analogue li yo - NAD oswa NADP * H * H.

Konpozisyon an II konsiste de twa kalite pwoteyin fè-souf konplèks ak santral suksinat oxidoreductase anzim.

III konplèks

eleman nan pwochen nan kont lan, ELATRIYE konsiste de sitokrom b ₅₅₆ b _560, epi c _1, osi byen ke fè-souf Risk pwoteyin. se travay nan mete nan twazyèm ki asosye ak transfè a nan de pwoton idwojèn nan espas ki la intermembrane, ak elektwon soti nan Ubiquinone nan lipofil Sitokwòm C.

Risk karakteristik nan pwoteyin se ke li fonn nan grès. Lòt pwoteyin nan gwoup sa a ki te rankontre nan konplèks yo nan chèn lan respiratwa, dlo-soluble. Karakteristik sa a afekte pozisyon nan molekil sa yo pwoteyin nan epesè a nan manbràn anndan an mitokondriyo.

Seri a twazyèm an fonksyon kòm Ubiquinone-sitokrom c oxidoreductase.

konplèks IV

Li sitokrom-oksidan konplèks ki se destinasyon final la nan la elatriye travay li se yo transfere elektwon soti nan sitokrom c pou atòm yo oksijèn. Imedyatman gen chaj negatif O atòm pral reyaji avèk pwoton yo idwojèn yo fòme dlo. anzim pwensipal lan - sitokrom c oxidoreductase oksijèn.

Estrikti a nan katriyèm konplèks la gen ladan sitokrom yon, yon _3, ak de atòm kwiv. wòl santral la nan transfè a nan elektwon a oksijèn ale Sitokwòm yon _3. se entèraksyon an nan sa yo estrikti siprime cyanide nitwojèn ak monoksid kabòn, nan yon sans mondyal, li mennen nan revokasyon an nan ATP sentèz ak destriksyon.

Ubiquinone

Ubiquinone - yon sibstans vitamin-tankou, yon konpoze lipofil, ki deplase libreman nan epesè a nan manbràn lan. mitokondriyo chèn respiratwa pa ka fè san yo pa estrikti sa a, sa vle di. k. Li se responsab pou transpò elèktron soti nan konplèks pou yo I ak II nan konplèks III.

Ubiquinone se yon derive benzokinon. pouvwa estrikti sa a dwe refere yo bay nan lèt Schemes K oswa abreje LN (lipofil Ubiquinone). oksidasyon a nan molekil la mennen nan fòmasyon an nan semiquinone - yon oksidan fò, ki se kapab yon danje pou selil la.

ATP synthase

wòl prensipal la nan fòmasyon an nan enèji ki dwe nan ATP-synthase la. estrikti sa a sèvi ak gribopodobnaya enèji dirije mouvman nan patikil (pwoton) konvèti l 'nan enèji chimik.

Pwosesis la debaz ki fèt nan tout ELATRIYE a - se oksidasyon. Chèn nan respiratwa ki responsab pou transpò elèktron nan manbràn nan mitokondriyo pi epè ak akimilasyon yo nan matris la. Ansanm, konplèks yo nan mwen, III ak IV se ponpe pwoton idwojèn nan espas ki la intermembrane. chaj diferans sou kote sa yo nan manbràn la mennen nan mouvman direksyon nan pwoton nan synthase nan ATP. Depi plis pase H antre nan matris la, elektwon yo te rankontre (ki yo asosye avèk oksijèn) yo fòme yon sibstans ki sou net pou selil la - dlo.

ATP synthase F0 konsiste de ak F1 sou-inite ki ansanm fòme molekil la routeur. F1 gen ladan twa twa alfa ak beta sou-inite, ki ansanm fòme yon kanal. chanèl sa a gen egzakteman dyamèt la menm, ki gen yon pwoton idwojèn. Avèk pasaj la nan patikil pozitivman chaje nan synthase tèt la ATP F ₀ molekil se trese pa 360 degre alantou aks li. Pandan tan sa a, nan AMP oswa ADP (adenozinmono- ak difosfat) yo tache fosfat rezidi ak yon bon segondè-enèji, ki antoure kantite lajan an gwo nan enèji.

yo ATP synthase yo te jwenn nan kò a, se pa sèlman nan mitokondri yo. Nan plant yo, konplèks pou sa yo yo tou ki chita sou manbràn lan nan vakiyòl yo yo (tonoplast), osi byen ke thylakoids yo klowoplas.

Epitou nan bèt selil ak ATPases plant yo prezan. Yo gen yon estrikti menm jan an kòm sa yo ki an synthase nan ATP, men se aksyon yo dirije nan sou eliminasyon nan résidus fosfat a depans lan nan enèji.

Siyifikasyon an byolojik nan chèn lan respiratwa

Pwemyeman, nan fen mond reyaksyon yo pwodwi ETC se sa yo rele dlo a metabolik (300-400 ml pou chak jou). Dezyèmman, sentèz la nan ATP ak enèji depo nan lyezon byochimik nan molekil la. Nan jou sa a se 40-60 kg Adenosine sentèz, ak menm bagay la se itilize nan reyaksyon selil anzimatik. Lavi a nan yon molekil nan ATP se 1 minit, se konsa chèn nan respiratwa dwe opere fèt san pwoblèm, avèk presizyon e san yo pa erè. Sinon, selil la ap mouri.

Mitokondri yo konsidere kòm estasyon pouvwa nan nenpòt ki selil. Nimewo yo depann sou enèji a ki nesesè pou sèten fonksyon. Pou egzanp, newòn ka konte jiska 1000 mitokondri ki souvan fòme yon gwoup nan sinaptik nan sa yo rele plak.

Diferans ki genyen ant chèn nan respiratwa nan plant ak animal

Nan plant yo, yon lòt "plant pouvwa" nan selil la se yon klowoplas. Sou manbràn anndan an nan òganèl sa yo yo tou yo te jwenn ATP synthase, e sa se yon avantaj sou selil yo bèt.

Epitou plant ka siviv nan konsantrasyon wo nan monoksid kabòn, azòt ak cyanide akòz cyanide ki reziste fason nan elatriye nan Respiratwa chèn konsa fini nan Ubiquinone, ki soti nan elektwon yo dirèkteman transfere nan atòm yo oksijèn. Kòm yon rezilta, mwens ATP se sentèz, sepandan, plant la kapab siviv kondisyon negatif. Bèt nan ka sa yo, ekspoze pwolonje yo mouri.

Nou ka konpare efikasite nan NAD, kapris ak chemen cyanide ki reziste a fòmasyon nan endikatè ATP lè transfere 1 elèktron.

• ak NAD oswa NADP ki te fòme pa 3 molekil nan ATP;
• se FAD fòme ak de molekil nan ATP;
• nan cyanide fòme 1 dirab chemen ATP molekil.

siyifikasyon evolisyonè nan ETC

Pou tout òganis ekaryotik, yon gwo sous enèji se chèn lan respiratwa. se byochmistri ATP sentèz nan selil la divize an de kalite, substra fosforilasyon ak oksidatif fosforilasyon. se ELATRIYE yo itilize nan sentèz la nan kalite nan dezyèm nan enèji, sa vle di. E. Akòz oksido reyaksyon.

Nan òganis pwokaryotik ATP fòme sèlman nan fosforilasyon substra nan etap glycolysis. sik sis-kabòn (de preferans glikoz) ki patisipe nan sik la reyaksyon, ak selil nan pwodiksyon resevwa de molekil nan ATP. Sa a se di ki kalite enèji konsidere yo dwe sentèz la ki pi primitif, sa vle di. K. Ekaryot pandan oksidatif fosforilasyon fòme 36 ATP molekil.

Sepandan, sa a pa vle di ke plant jodi a ak bèt te pèdi kapasite nan substra fosforilasyon. Jis sa a ki kalite ATP sentèz te youn nan sèlman nan twa premye etap yo nan pwodiksyon enèji nan selil la.

Glycolysis nan ekaryot pwan plas nan sitoplas la nan selil la. Gen tout anzim ki nesesè yo ki ka mete tèt ansanm glikoz nan de molekil nan asid pyruvic yo fòme 2 molekil nan ATP. Tout etap ki vin apre pran plas nan matris la mitokondriyo. Krebs sik oswa sik la asid tricarboxylic, kòm rive nan mitokondri yo. Sa a fèmen reyaksyon chèn kòm yon rezilta nan ki sentèz NAD ak FAD * H * H2. molekil sa yo pral itilize kòm yon konsomasyon nan ELATRIYE