Spira ĉeno: funkcia enzimoj

Ĉiuj biokemiaj reagoj en la ĉeloj de ĉiu organismo okazas kun enspezo de energio. Spira ĉeno - vico specifaj strukturoj kiuj lokas sur la interna membrano de la mitocondrias kaj servi por la formado de ATP. Adenosine estas versátil fonto de energio kaj povas amasigi la 80 al 120 kJ.

Spira elektrono ĉeno - kio ĝi estas?

Elektronoj kaj protonoj ludas gravan rolon en la energio edukado. Ili kreas tensio diferenco cxe ambaux flankoj de la membrano de la mitocondrias kiu generas direktita moviĝo de la partikloj - nuna. Spira ĉeno (ĝi KTP, transporto de elektronoj ĉeno) estas mediador en la transigo de pozitive ŝargitaj partikloj en la intermembrana spaco kaj negative ŝargitaj partikloj en la dikeco de la interna membrano de la mitocondrias.

La ĉefa rolo en la formado de energio apartenas al la ATP-sintasa. Tiu kompleksa aro de energio ŝanĝas la direkton de la protono moviĝo en la biokemio energio kravatoj. Parenteze, estas preskaŭ identa al la kompleksa situas en la cloroplastos de plantoj.

Kaj kompleksaj de la spira ĉeno enzimoj

Transporto de elektronoj estas akompanita de biokemio reagoj en la ĉeesto de la enzimo sistemo. Tiuj biologie aktivaj substancoj, multaj kopioj de kiuj formas grandajn kompleksajn strukturojn, servi kiel intermediarios en la transigo de elektronoj.

Kompleksaj de la spira ĉeno - estas centraj eroj de la transporto de eroj ŝarĝita. Tuta en la interna mitokondria membrano 4 estas de tia formado, tiel kiel ATP sintasa. Ĉiuj ĉi tiuj strukturoj havas komunan celon - ĉirkaŭvolvinte KTP transporto de elektronoj de hidrogeno protonojn en la intermembrana spaco kaj, sekve, la sintezo de ATP.

La komplekso estas areto de proteino molekuloj, inter kiuj estas enzimoj, strukturan kaj signalante proteinojn. Ĉiu el la 4 kompleksoj plenumante lia nur liaj karakterizaj, funkcio. Ni vidu kion taskojn en la KTP prezenti tiujn strukturojn.

mi kompleksa

La transigo de elektronoj en la interno de la mitokondria membrano ĉefa rolo estas ludita de la spira ĉeno. Elimino reago de hidrogeno protonoj kaj elektronoj akompanante ilin - unu el la ĉefaj reagoj ktp Unua aro de transporto ĉeno supozas molekulo de NAD * H + (en bestoj) aŭ NADP * H + (plantoj), sekvita de fendiĝon de la kvar hidrogeno protonojn. Efektive, pro tiu kompleksa biokemia reago mi ankaŭ nomita NADH - dehidrogenazo (nomita centra enzimo).

La komponado dehidrogenazo kompleksa fero-sulfuro proteinojn inkludas 3 specoj kaj flavina mononucleotide (FMN).

II kompleksa

Operacion de tiu kompleksa ne implikas la transigo de hidrogeno protonojn en la intermembrana spaco. La ĉefa funkcio de ĉi tiu strukturo estas provizi aldonan elektronoj por la transporto de elektronoj ĉeno per succinate oxidación. Centra enzimo kompleksa - succinate-ubiquinone oksidoreduktase, kiu katalizas la fendiĝon de elektronoj de succinic acido kaj kopio al ubiquinone estas lipophilic.

Provizanto de hidrogeno protonoj kaj elektronoj al la dua kompleksa ankaŭ FAD * H _2. Tamen, flavina adenina dinucleotide efikeco malpli ol tiu de ĝia analogoj - NAD aŭ NADP * H * H.

La komponado II konsistas el tri specoj de kompleksa fero-sulfuro proteinojn kaj centra oksidoreduktase enzimo succinate.

III kompleksa

La sekva ero de la konto, KTP konsistas citokromo b ₅₅₆ b _{560 kaj} c _1, kaj ankaŭ fero-sulfuro proteino Risko. Dungado de la tria aro estas rilata al la transigo de du hidrogeno protonojn en la intermembrana spaco, kaj elektronoj de la lipophilic ubiquinone al citokromo C.

Risko trajto de proteino estas, ke ĝi solvas en graso. Aliaj proteinoj de ĉi tiu grupo kiu kunvenis en la kompleksaj de la spira ĉeno, akvo-solvebla. Tiu trajto influas la pozicion de la proteino molekuloj en la dikeco de la interna mitokondria membrano.

La tria aro de funkcioj kiel ubiquinone-citokromo c oksidoreduktase.

kompleksa IV

Li citokromo-oxidantes kompleksa kiu estas la fina celloko en la ktp Lia tasko estas kopii elektronojn de citokromo c por la atomoj de oksigeno. Sinsekve negative ŝargita ho atomoj reagos kun la hidrogeno protonojn por formi akvon. La ĉefa enzimo - citokromo c oksidoreduktase oksigeno.

La strukturo de la kvara kompleksa inkludas citokromo a, a _3, kaj du kupro atomoj. La centra rolo en la transigo de elektronoj al oksigeno iris citokromo a _3. La interago de ĉi tiuj strukturoj estas elstrekita nitrogeno cianido kaj monóxido de karbono, en tutmonda senco, ĝi kondukas al la fino de ATP sintezo kaj detruo.

ubiquinone

Ubiquinone - vitamino-simila substanco, oni lipophilic komponaĵo, kiu movas libere en la dikeco de la membrano. mitokondria spira ĉeno ne povas malhavi tiun strukturon, te. k. Ĝi respondecas pri transporto de elektronoj de la kompleksaj I kaj II al kompleksa III.

Ubiquinone estas benzoquinone derivaĵo. Tiu strukturo povas esti referita en Skemoj Q letero aŭ mallongigita LN (lipophilic ubiquinone). La oxidación de la molekulo kondukas al la formado de semiquinone - forta oxidante, kiu estas potenciale danĝera por la ĉelo.

ATP sintasa

La ĉefa rolo en la formado de energio apartenas al la ATP-sintasa. Tiu strukturo uzas gribopodobnaya energio direktita moviĝo de eroj (protonoj) por konverti ĝin en kemia energio.

La baza procezo kiu okazas tra la KTP - estas oxidación. La spira ĉeno respondecas pri transporto de elektronoj en la mitokondria membrano dika kaj ilia amasiĝo en la matrico. Samtempe, la kompleksaj de Mi, III kaj IV estas pumpita hidrogeno protonojn en la intermembrana spaco. zorge diferenco sur la flankoj de la membrano gvidas al direktaj movado de protonoj tra la ATP sintasa. Ekde H + eniri la matrico, elektronoj estas renkontita (kiuj asocias kun oksigeno) por formi neŭtrala havajxo por ĉelo - akvo.

ATP sintasa F0 konsistas kaj F1 subunidades kiu kune formas la enkursigilo molekulo. F1 konsistas el tri tri alfa kaj beta subunidades, kiu kune formas kanalon. Tiu kanalo havas ekzakte la saman diametron, kiu havas hidrogeno protonojn. Kun la paŝo de pozitive ŝargitaj partikloj tra la ATP sintasa kapo F ₀ molekuloj estas tordita per 360 gradoj ĉirkaŭ ĝia akso. Dum tiu tempo, al AMP aŭ ADP (adenozinmono- kaj diphosphate) estas alligita fosfato restaĵo kun alta-energio katenojn, kiuj ĉirkaŭas la grandan kvanton de energio.

ATP sintasa estas trovita en la korpo, ne nur en la mitocondrias. En plantoj, ĉi tiuj kompleksoj estas ankaŭ lokita en la membrano de la vacuolas (tonoplast), kaj ankaŭ la cloroplasto thylakoids.

Ankaŭ en ĉeloj bestoj kaj plantoj ATPasas ĉeestas. Ili havas similan strukturon kiel tiu de la ATP sintasa, sed ilia ago estas direktita sur elimino de fosfato restaĵoj al la elspezo de energio.

La biologia signifo de la spira ĉeno

Unue, la fino produkto KTP reagoj estas la tiel nomata metabolan akvon (300-400 ml por tago). Due, la sintezo de ATP kaj energio stokado en biokemio ligiloj de la molekulo. En tago 40-60 kg adenosina estas sintezita, kaj la sama estas uzata en reagoj enzimáticas ĉeloj. La vivo de unu molekulo de ATP estas 1 minuto, do la spira ĉeno devas operacii glate, precize kaj sen eraroj. Alie, la ĉelo mortos.

Mitocondrias estas konsideritaj centraj de ajna ĉelo. Ilia nombro dependas de la energio kiu estas postulata por certaj funkcioj. Ekzemple, neŭronoj povas rakonti ĝis 1000 mitocondrias kiu ofte formas floraro en synaptic tiel nomata Plato.

Diferencoj inter la spira ĉeno en plantoj kaj bestoj

En plantoj, plia "energio" de la ĉelo estas cloroplasto. En la interna membrano de tiuj orgánulos ankaŭ estas trovitaj ATP sintasa, kaj ĉi estas avantaĝo super la besto ĉeloj.

Ankaŭ plantoj povas postvivi en altaj koncentriĝoj de CO, nitrogeno kaj cianido pro cianido-imuna vojon en la ktp Spira ĉeno tiel finiĝas ĉe ubiquinone, el kiu elektronoj estas rekte transdonita al la atomoj de oksigeno. Rezulte, malpli ATP estas sintezita, aliflanke, la planto povas postvivi malfavoraj kondiĉoj. Bestoj en tiaj kazoj, la ekspozicio daŭrigita por morti.

Ni povas kompari la efikecon de NAD, FAD kaj cianido-imuna padon tra la ATP indikilo formado al la transferir 1 elektrono.

• kun NAD aŭ NADP formita de 3 molekulojn de ATP;
• FAD estas formita kun du molekuloj de ATP;
• de cianido formas 1 daŭrigebla vojo ATP molekulo.

Evolua signifo de KTP

Por ĉiuj eŭkariotaj organismoj, grava fonto de energio estas la spira ĉeno. Biokemio ATP sintezo en la ĉelo estas dividita en du tipoj, substrato fosforilación kaj fosforilación oxidativa. KTP estas uzata en la sintezo de la dua tipo de energio, te. E. Pro Redox reagoj.

En procariotas organismoj ATP formis nur en substrato fosforilación la glikolizo scenejo. Ses-karbono sukeroj (prefere glukozo) implikita en la reago ciklo, kaj la produktadon ĉelo ricevas du molekulojn de ATP. Ĉi tiu tipo de energio estas konsiderata esti la plej primitiva sintezo, te. K. eucariotas dum fosforilación oxidativa formis 36 ATP molekulojn.

Tamen, ĉi tio ne signifas, ke la hodiaŭa plantoj kaj bestoj perdis la kapablon substrato fosforilación. Ĝuste ĉi tiu tipo de ATP sintezo estis la sola de la tri stadioj de energiproduktado en la ĉelo.

Glikolizo en eucariotas okazas en la citoplasmo de la ĉelo. Ekzistas ĉiujn necesajn enzimojn kiuj povas aliĝos glukozo al du molekuloj de Urata acido por formi 2 molekuloj de ATP. Ĉiuj postaj paŝoj okazos en la mitokondria matrico. Krebs ciklo aŭ la tricarboxylic acida ciklo, kiel okazas en la mitocondrias. Ĉi fermita ĉeno reagoj rezulte de kiuj sintezi NAD kaj FAD * H * H 2. Ĉi tiuj molekuloj estos uzataj kiel consumible en ktp