28. Пути синтеза атф. Субстратное фосфорилирование (пример). Молекулярные механизмы окислительного фосфорилирования (теория Митчелла). Разобщение окисления и фосфорилирования.
АТФ – основной донор энергии в живых клетках. Процесс синтеза АТФ за счет энергии макроэргической связи - распада какого-либо субстрата – Субстратное фосфорилирование (сукцинил КоА в сукцинат).
Если образование АТФ из АДФ и Н3РО4 происходит за счет энергии переноса электронов дыхательной цепи – Окислительное фосфорилирование.
В дыхательной цепи выделяются 3 пункта, где может образоваться АТФ:
1.НАД KOQ
2.ЦИТ. в. ЦИТ. с
З.ЦИТ. а. ЦИТ. A3
НАДН2 — 3 АТФ
ФАДН2 — 2 АТФ
Количество молекул АТФ образуемых в процессе транспорта электронов эквивалентно количеству используемого Н3РО4 и называется Коэфициентом окислительного фосфорилирования. В полной цепи = 3, в укороченной =2.
Процесс освобождения АТФ с транспортом электронов в дыхательной цепи называется
Сопряжение окисления и фосфорилирования. Но может быть Разобщение окислительного фосфорилировния (свободное окисление), т.е. окисление идёт, а фосфорилирования нет, вся энергия выделяется в виде тепла. Это обуславливает пирогенный эффект ряда лекарственных веществ. Разобщители – соединения, которые могут переносить протоны через внутреннюю мембрану митохондрий в матрикс в обход АТФ-синтетазы: 2,4-динитрофенол, жирные кислоты. В результате снижается протонный градиент и прекращается синтез АТФ, поглощение энергии увеличивается, но оно рассеивается в виде тепла.
Механизм окислительного фосфорилирования
Теория окислительного фосфорилирования Митчела 1961г – хемиосмотическая теория окислительного фосфорилирования. Основные положения:
Мембрана митохондрий непроницаема для протонов.
В процессе транспорта электронов и протонов образуется протонный потенциал.
Обратный транспорт протонов в матрикс сопряжен с образованием АТФ.
Перенос электронов по дыхательной цепи сопровождается выделением энергии, часть которой используется для транспорта протонов из матрикса в межмембранное пространство. В результате транспорта протонов на другую сторону мембраны формируется протонный электрохимический потенциал. Установлена важная роль КоQ в транспорте пронов. При достижении определенной величины протонного градиента происходит активация АТФ-синтазы. В результате АТФ-синтаза изменяет конформацию, становится активной и катализирует реакцию превращения АДФ и Н3РО4 в АТФ, т.о. АТФ-синтаза использует для синтеза АТФ энергию движения протонов.
Скорость использования АТФ в организме регулирует скорость потока протонов и интенсивность поглощения кислорода. Зависимость интенсивности дыхания от концентрации АДФ – дыхательный контроль, в результате которого синтез АТФ соответствует потребности клетки в энергии. В Сутки синтезируется 40-60 кг АТФ и распадается соответственно. Свободная энергия ( не накапливающая в виде АТФ) используется для терморегуляции. У новорожденный в бурой жировой ткани содержится термогенин – белок-разобщитель, который усиливает термопродукцию.