Респираторниот синџир: функционална ензими

Сите биохемиски реакции во клетките на секој организам се случи со потрошувачка на енергија. Респираторниот синџир - низа специфични структури кои се наоѓаат на внатрешната мембрана на митохондриите и служат за формирање на АТР. Аденозинот е разноврсна извор на енергија и може да се акумулира на 80 до 120 kJ.

Респираторни електрони синџир - што е тоа?

Електроните и протоните игра важна улога во енергетскиот образование. Тие се создаде разликата напон на спротивните страни на мембрана на митохондриите кој генерира насочени движење на честички - струја. Респираторниот синџир (тоа ETC, транспорт на електрони синџир) е посредник во преносот на позитивно наелектризираните честички во просторот на intermembrane и негативно наелектризирани честички во дебелината на внатрешната мембрана на митохондриите.

Главната улога во формирањето на енергија припаѓа на АТП-синтаза. Овој комплексен збир на енергија ја менува насоката на движење на протони во биохемиска енергија врски. Патем, е речиси идентична со комплексот се наоѓа во хлоропластите на растенијата.

И комплекси на синџирот ензими респираторни

Електрони трансфер е придружена со биохемиски реакции во присуство на систем на ензимот. Овие биолошки активни супстанции, многу копии од кои формираат големи комплексни структури, служат како посредници во преносот на електрони.

Комплекси на респираторниот синџир - се централни компоненти на транспорт на наелектризирани честички. Вкупно во внатрешната митохондријална мембрана 4 се од таков формирање, како и ATP синтаза. Сите овие структури имаат заедничка цел - завиткување ETC електрони трансфер на водород протони во intermembrane простор и, како последица на тоа, синтезата на АТП.

Комплексот е група на протеински молекули, меѓу кои има се ензими, структурни и сигнални протеини. Секоја од 4 комплекси исполнува само своите својата карактеристика, функција. Ајде да видиме кои задачи во ETC презентираат овие структури.

комплексни

Трансферот на електрони во внатрешноста на главната улога на митохондријалната мембрана се игра од страна на респираторниот синџир. Елиминација реакцијата на водород протони и електрони кои ги придружуваат - еден од главните реакции ИТН А првиот сет на транспортен ланец претпоставува молекула на NAD * H + (кај животните) или NADP * H + (растенија), по што следи од страна на расцепување на четири водородни протони. Всушност, поради тоа сложени биохемиски реакција како што уште се нарекува и NADH - дехидрогеназа (име централна ензим).

состав дехидрогеназа комплекс железо-сулфур протеини вклучуваат 3 видови, а флавин мононуклеотид (FMN).

комплекс II

Операција на овој комплекс не се однесуваат на трансферот на водород протони во intermembrane простор. Главната функција на овој објект е да обезбеди дополнителни електрони на синџирот на транспорт на електрони со помош на сукцинат оксидација. Централниот ензимски комплекс - сукцинат-убиквинон оксидоредуктаза, кој го катализира расцепување на електрони од суксинска киселина и трансфер на убиквинон е липофилен.

Добавувачот на водород протони и електрони на вториот комплекс е, исто така, FAD * H _2. Сепак, флавин аденин динуклеотид ефикасност помала од онаа на неговите аналози - NAD или NADP * H * H.

Составот II се состои од три видови на сложени железо-сулфур протеини и централната оксидоредуктаза ензим сукцинат.

комплекс III

Следната компонента на сметка, ETC состои од цитохром б ₅₅₆ б _560, и _C1-, како и протеини на ризик железо-сулфур. Вработување на третиот сет е поврзан со трансфер на две водород протоните во intermembrane простор, и електрони од липофилен убиквинон да цитохром C.

функција ризикот од протеин е тоа што се раствора во масти. Други протеини на оваа група, кои се состанаа во комплекси на респираторниот синџир, растворливи во вода. Оваа функција влијае, позицијата на протеински молекули во дебелината на внатрешната митохондријална мембрана.

Во третиот сет на функции како убиквинон-цитохром c оксидоредуктаза.

комплекс IV

Тој цитохром-оксиданс комплекс кој е последната дестинација во СЛ Неговата работа е за пренос на електрони од цитохром c за атоми на кислород. Потоа негативно наелектризиран О атоми ќе реагира со протони на водород, за да се формира вода. На главниот ензим - цитохром c оксидоредуктаза кислород.

Структурата на четвртиот комплекс вклучува цитохром a, A _3, и две бакарни атоми. Централната улога во преносот на електрони на кислород отиде цитохром _3. Интеракцијата на овие структури се потиснати азот цијанид и јаглерод моноксид, во глобална смисла, тоа доведува до престанок на АТП синтеза и уништување.

убиквинон

Убиквинон - витамин-како супстанција, липофилен соединение, кое се движи слободно во дебелината на мембраната. митохондријалниот респираторен синџир не може без оваа структура, односно. k. Тој е одговорен за транспорт на електрони од комплекси I и II на комплексни III.

Убиквинон е дериват benzoquinone. Оваа структура може да се наведени во Шеми Q писмо или кратенка LN (липофилен убиквинон). Оксидацијата на молекулата доведува до формирање на semiquinone - силен оксиданс, што е потенцијално опасно за клетката.

АТП синтаза

Главната улога во формирањето на енергија припаѓа на АТП-синтаза. Оваа структура користи gribopodobnaya енергија насочена движење на честички (протони) да го претвори во хемиска енергија.

Основниот процес кој се случува во текот на ETC - е оксидација. Респираторниот синџир е одговорен за транспорт на електрони во митохондријалната мембрана подебели и нивната акумулација во матрицата. Истовремено, комплексите на I, III и IV се пумпа водород протоните во intermembrane простор. задолжен разликата на двете страни на мембраната води кон насочен движење на протони низ синтаза АТП. Од H + влезат во матрица, се исполнети електрони (кои се поврзани со кислород) за да се формира неутрална супстанција за мобилен - вода.

АТП синтаза F0 се состои од и F1 подединици кои заедно формираат рутер молекула. F1 се состои од три три алфа и бета подединици, кои заедно формираат канал. Овој канал точно ист дијаметар, кои имаат водород протони. Со поминување на позитивно наелектризираните честички преку синтаза главата на ATP F ₀ молекули се извитка од страна на 360 степени околу својата оска. Во ова време, за да се засилувач или ADP (adenozinmono- и дифосфат) се прикачени фосфат остаток со високо-енергетски врски, кои го опкружуваат голема количина на енергија.

АТП синтаза се наоѓаат во телото, не само во митохондриите. Во растенијата, овие комплекси, исто така, се наоѓа на мембраната на вакуоли (tonoplast), како и thylakoids на Хлоропласт.

Исто така во животински клетки и растителни ATPases се присутни. Тие имаат слична структура како онаа на синтаза АТП, но нивната акција е насочена за отстранување на фосфат остатоци на трошоците на енергија.

На биолошки значењето на респираторниот синџир

Прво, реакции на крајниот производ и слично е т.н. метаболички вода (300-400 ml на ден). Второ, синтеза на ATP и складирање на енергија во биохемиски обврзници на молекула. На ден 40-60 кг аденозин се синтетизира, и истиот се користи во ензимските реакции клетки. Животот на една молекула на АТП е 1 минута, па респираторниот синџир мора да функционира непречено, прецизно и без грешки. Инаку, во ќелијата ќе умре.

Митохондриите се сметаат централи на кој било мобилен. Нивниот број зависи од енергијата што се потребни за некои функции. На пример, може да се смета неврони до 1000 митохондриите кои често формираат кластери во синаптичките т.н. плоча.

Разлики помеѓу респираторниот синџир во растенија и животни

Во растенијата, дополнителни "централи" на клетката е Хлоропласт. На внатрешната мембрана на овие органели, исто така, можат да се најдат на АТП синтаза, а тоа е предност во однос на животински клетки.

Исто така, растенија може да преживее во високи концентрации на јаглерод моноксид, азот и цијанид поради цијанид отпорни пат во СЛ на тој начин респираторниот синџир завршува на убиквинон, од кои електрони се директно пренесени на атоми на кислород. Како резултат на тоа, помалку АТП се синтетизира, сепак, фабриката може да преживее неповолни услови. Животни во такви случаи, продолжена изложеност да умре.

Ние може да се спореди ефикасноста на NAD, FAD и цијанид отпорни на патот преку формирање на АТП индикатор кога пренесување 1 електрон.

• со NAD или NADP формирана од страна на 3 молекули на ATP;
• FAD е формирана со две молекули на ATP;
• на цијанид формира молекула 1 одржлив пат АТП.

Еволутивен значењето на ETC

За сите еукариотски организми, главен извор на енергија е респираторниот синџир. Биохемија АТП синтеза во клетката се подели во два вида, подлогата фосфорилација и оксидативна фосфорилација. Итн се користи во синтезата на вториот вид на енергија, односно. Е. Поради редокс реакции.

Во прокариотски организми АТП формирана само во супстрат фосфорилација во гликолизата фаза. Шест-јаглерод шеќери (по можност на гликоза) кои се вклучени во циклусот на реакција, и на излез мобилен добива две молекули на АТР. Овој вид на енергија се смета за најпримитивните синтеза, односно. К. еукариотите во оксидативна фосфорилација формирана 36 АТП молекули.

Сепак, ова не значи дека денешната растенијата и животните ја изгубиле способноста на подлогата фосфорилација. Само овој вид на синтезата на АТП беше само еден од трите фази на производство на енергија во клетките.

Гликолизата во еукариоти се одвива во цитоплазмата на клетката. Постојат сите потребни ензими кои може да се прилепи на гликозата да две молекули на пирувична киселина за да се формира 2 молекули на АТР. Сите наредни чекори се одржи во митохондријалната матрица. Кребс циклус или циклус на трикарбоксилична киселина, како што се случува во митохондриите. Ова затворени низа реакции, како резултат на што се синтетизираат NAD и FAD * H * Х2. Овие молекули ќе се користи како потрошен во СЛ