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⁺ Fe³⁺

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: