Вопрос 11
Митохондриальное окисление
(I путь потребления О2 )
• Локализуется во внутренней мембране Мх на
митохондриальной ДЦ (ЭТЦ), основная функция
которой:
– Генерация протонного потенциала Δ μН+
-
трансформация энергии химической связи в энергию
потенциала (электрическую) и далее в энергию
химической связи АТФ
В основе реакций митохондриального окисления
реакций лежит двухэлектронное восстановление О2
1/2О2 + 2е- + 2Н+→ Н2О
Вопрос 12
Хемиосмотическая теория Митчелла. Н+, его структура, механизм генерации и пути утилизации.
Хемиосмотическая теория Митчелла. Движение электронов через электронтраспортную систему дыхательных ферентов сопровождается одновременно «перекачиваем» протонов из матрикса в межмебранное пространство. Эта передислокация протонов осуществляется I, III и IV комплексами дыхательной цепи. Митчелл предложил рассматривать внутреннюю мембрану митохондрий как конденсатор, который со стороны матрикса заряжается отрицательно, а со стороны межмембранного пространства – положительно.При тканевом дыхании совершается осмотическая работа по концентрации протонов в межмембранном пространстве и возникает разность электрических потенциалов, т.е. генерируется электро-химический (или протонный) потенциал:
Δ μН+ = Δ Ψ – (-)ΔрН+
Градиент ΔрН+ имеет отрицательное значение. В целом Δ μН+ ~ 180мВ.
Утилизация: Если один участок клетки плохо снабжается кислородом, то при помощи мегамитохондрий энергия Н+ транспортируется в этот участок и восполняет недостаток АТФ.
Разобщение окисления и фосфорилирования. Разобщители окислительного фосфорилирования, их природа и механизм действия. Ингибиторы ДЦ.
Ингибиторы блокируют V комплекс:
Олигомицин - блокируют протонные каналы АТФ-синтазы.
Атрактинозид, циклофиллин - блокируют транслоказы.
Разобщители окислительного фосфорилирования Они не подавляют ни перенос электронов, ни собственно фосфорилирование АДФ, но обладают способностью уменьшать величину на мембране, благодаря чему нарушается энергетическое сопряжение между дыханием и синтезом АТФ. Разобщающее действие проявляет большое число соединений самой разнообразной химической структуры. Классические разобщители - вещества, обладающие слабыми кислотными свойствами, способные проникать через мембрану как в ионизованной (депротонированной), так и в нейтральной (протонированной) формах
Вопрос 13
Микросомальная ДЦ. Механизм и биологическая роль микросомального окисления.
Микросомы – искусственные везикулы, образованные из ЭПС в процессе гомогенизации ткани.
Микросомальное окисление - это окисление, протекающее на гладкой ЭПС нормальной неразрушенной клетки.
Наиболее интенсивно микросомальное окисление протекает в печени и надпочечниках, а также в местах контакта с внешней средой, в коже, почках, легких, селезенке.
ЭПС - 2-й слой мембран, ассоциированных с 3-мя основными классами ферментов:
1) оксидоредуктазы;
2) трансферазы;
3) гидролазы.
Микросомальное окисление осуществляется с помощью одноименной ДЦ, которая представляет собой систему переносчиков протонов и электронов с НАД или НАДФ на кислород. Микросомальная ДЦ:
НАДФ ----> ФП ---> b5 ---> p450 ---> O2
Цитохром b5 одной цепи может передавать свои электроны на цитохром b5 другой цепи, а также на цитохром p450.
Основная роль микросомальной ДЦ заключается в осуществлении реакций детоксикации.Реакции детоксикации могут привести к снижению концентрации токсических веществ или может возникнуть летальный синтез.
Роль микросомального окисления состоит в биосинтезе Vit D, кортикостероидов, коллагена, тирозина, катехоламинов.
Сходство и отличие микросомального и митохондриального окисления. Сходства и различие митохондриальной и микросомальной дыхательных цепей.
1.Сходства: а) они имеют одинаковые начало и конец и одинаковую суммарную разность потенциалов (а значит одинаковый градиент энергии в начале и конце);
б) имеют одинаковые переносчики: НАД, ФП, цитохромы.
2.Различия: а) по локализации;
б) микросомальная ДЦ короче и электроны на последнем переносчике М/С цепи более энергизированы и спосбны активировать кислород;
в) будучи активным кислород способен внедряться в структуру многих молекул, т. е. используется с «пластическими» целями.В то время как в М/Х ДЦ кислород - всего лишь конечный акцептор электронов и используется в энергетических целях;
г) в процессе переноса электронов в М/Х ДЦ их энергия депонируется в форме АТФ. В М/С ДЦ - депонирование энергии ни в каком виде не происходит;
д) М/С окисление - современная интерпретация теории БахаЭнслера. М/Х окисление - современный вариант теории Палладина-Виланда.