Öndunarfæri keðja: Functional ensímum

Allar lífefnafræðileg hvörf í frumum hvers lífveru komið fyrir við orkunotkun. Respiratory keðju - röð sérstakar mannvirki sem eru staðsett á innri frumuhimnu hvatbera og þjóna fyrir myndun ATP. Adenósín er fjölhæfur uppspretta orku og getur safnast upp á 80 til 120 kJ.

Öndunarvegi rafeinda keðja - hvað er það?

Rafeindir og róteindir gegna mikilvægu hlutverki í fræðslu orku. Þeir búa til spennu mismunur á gagnstæðum hliðum himnu hvatbera sem býr beint hreyfingu agna - núverandi. Öndunarfæri keðja (það ETC, rafeinda flutninga keðja) er sáttasemjari í að flytja jákvætt hlaðinna agna í intermembrane rými og neikvætt hlaðnar agnir í þykkt innri frumuhimnu hvatbera.

Helsta hlutverk í myndun orku tilheyrir ATP-synthase. Þessi kompleks sett av orku breytir átt of the proton hreyfingu í lífefnafræðilegu tengsl orku. Við the vegur, er nánast eins flókið er staðsett í grænukorn plantna.

Og fléttur í öndunarfærum keðju ensíma

Rafeindatilfærslur hefur í för með lífefnafræðilegum viðbrögðum í viðurvist ensímsins kerfisins. Þessi líffræðilega virk efni, mörg eintök sem mynda stórar flókin mannvirki, hafa milligöngu um framsal á rafeinda.

Flókum öndunar keðju - eru miðlæg hluti af flutningi á hlaðinna agna. Samtals í innri hvatbera himnu 4 eru um slíka myndun, auk ATP synthase. Öll þessi mannvirki deila sameiginlegu markmiði - umbúðir ETC rafeinda flytja vetni róteinda í intermembrane rými og þar af leiðandi, að myndun ATP.

The flókið er þyrping af próteinsameindir, þar á meðal sem það eru ensím, Skipulagsbreytingarnar og merkjasendingar prótein. Hvert 4 fléttur uppfylla eina sinn sína eiginleika, virka. Við skulum sjá hvaða verkefni á ETC kynna þessar stofnanir.

ég flókið

Flutningurinn rafeinda í innan við hvatbera himna helstu hlutverk er spilað með öndunar keðju. Brotthvarf viðbrögðum vetnis róteinda og rafeinda fylgja þeim - einn af helstu viðbrögð ETC. Sem fyrsta safn af flutninga keðja er gert ráð fyrir sameind, NAD * H + (á dýrum) eða NADP * H + (plöntum), fylgt með því að kljúfa af fjórum vetni róteinda. Raunverulega, vegna þess að þetta flókna líffræðilegt hvarfi I er einnig kallað NADH - dehýdrógenasa (nefnt miðlægrar ensími).

Samsetning dehýdrógenasa flókið járn brennisteinssambönd prótín eru 3 tegundir, og flavín mononucleotide (FMN).

II flókið

Rekstur þessa flóknu felur ekki í sér yfirfærslu vetni róteinda í intermembrane rúm. The aðalæð virka þessa uppbyggingu er að veita frekari rafeindir og rafeinda flutninga keðja með súksínatjafnalausnar oxun. Central ensím flókið - súksínat-ubiquinone oxídóredúktasa, sem hvatar hætti klofnun rafeinda frá succinic acid og flytja til ubiquinone er fitusækinn.

Birgi vetni róteinda og rafeinda við annað flókið er einnig FAD * H _2. Hins vegar flavín adeníni dlnucleotide skilvirkni minna en hliðstæðum - NAD eða NADP * H * H.

Samsetning II samanstendur af þremur gerðum af flóknum járn-brennisteini prótínum og miðlæga oxídóredúktasi súksínat.

III flókin

Í næsta þætti af reikningi, ETC samanstendur af cýtókróm b ₅₅₆ b _560, og c = _1, svo og járn-brennisteini prótein Risk. Atvinna af þriðja sett er í tengslum við yfirfærslu tveimur vetni róteinda í intermembrane rúm, og rafeindir frá fitusækna ubiquinone í cytokróm C.

Áhætta eiginleiki af próteini er að það leysist upp í fitu. Öörum prótfnum af þessum hópi sem þar kom í flókum öndunar keðju, vatnsleysanlegt. Þessi eiginleiki hefur áhrif á stöðu próteinsameinda í, að þykkt innra hvatbera himnu.

Þriðja setja af virka eins ubiquinone-sýtókróm C oxídóredúktasi.

flókin IV

Hann cýtókróm þráavarnarefni flókið það er endanleg áfangastað í ETC. starf hennar er að flytja rafeindir frá cýtókróm c fyrir súrefnisfrumeindum. Í kjölfarið neikvætt hlaðnir O frumeindir vilja bregðast við með vetnis róteindunum og myndar vatn. Helstu ensím - cýtókróm c oxídóredúktasi súrefni.

Uppbygging fjórða flókið inniheldur sýtókróm A, sem er _3, og tveimur Copper atómum. Vægis í flutningi rafeinda súrefnis fór tilstilli cýtókróm á _3. Samspil þessara mannvirkja er bæla köfnunarefni cyanide og kolmónoxíð, í hnattrænu skilningi, leiðir það hvernig eigi að ljúka myndun ATP og eyðileggingu.

ubiquinone

Ubiquinone - a vítamín-eins og efni, fitusækið efni, sem færist hindrana á því þykkt himnunnar. Hvatbera öndunarvegi keðja getur ekki verið án þessa mannvirkis, ie. k. Það er ábyrgt fyrir flutning rafeinda frá komplexunum I og II að flókin III.

Ubiquinone er benzoquinone afleiða. Þessi uppbygging má vísa til í Schemes Q bréfi eða skammstöfun LN (fitusækinn ubiquinone). Oxun sameindarinnar leiðir til myndunar semiquinone - sterka oxidizer, sem er hættuleg fyrir frumuna.

ATP synthase

Helsta hlutverk í myndun orku tilheyrir ATP-synthase. Þessi uppbygging notar gribopodobnaya orku beint Hreyfing (róteindir) til að umbreyta það inn efnaorku.

Helstu ferli sem á sér stað um ETC - er oxun. The öndunarfærum keðja er ábyrgur fyrir rafeinda flutningi í hvatbera himnunni þykkari og uppsöfnun þeirra í grindarefiiinu. Samtímis, sem komplexar I, III og IV er dælt vetni róteinda í intermembrane rúm. gjald mismunur á hliðum himnunnar leiðir til Stefnuháð Movement róteinda í gegnum ATP synthase. Þar sem H + að komast inn í stoðefnið, eru rafeindir uppfyllt (sem eru tengd við súrefni) til að mynda hlutlaust efni fyrir rafgreiningarkerið - vatn.

ATP synthase f0 samanstendur af og F1 einingum sem mynda saman á leið sameindina. F1 samanstendur af þremur þremur alfa og beta undireiningu, sem til samans mynda með rás. Þessi rás hefur nákvæmlega sama þvermáli, sem hafa a hydrogen róteindir. Með yfirferð jákvætt hlaðinna ögnunum f gegnum ATP synthase höfði F ₀ sameindir er undinn af 360 gráður um ás. Á þessum tíma, að magnara eða ADP (adenozinmono- og tvífosfat) eru festir fosfatstyrk leifinni með háorku skuldabréfum, sem umlykja við mikið magn af orku.

ATP synthase er að finna í líkamanum, ekki aðeins í hvatbera. Í plöntum, eru þessi flókar staðsett á himnunnar í frymisbólum (tonoplast), sem og grænukorna thylakoids.

Einnig í dýri frumum og planta ATPases eru til staðar. Þeir hafa svipaða byggingin, eins og þessi af the ATP synthase, en aðgerð milli þeirra beint um afnám fosfats leifum við útgjöld orku.

Líffræðilega Merking of the respiratory keðju

Í fyrsta lagi, enda vara ETC viðbrögð er svokölluð á efnaskiptum, sem vatn (300-400 ml á dag). Í öðru lagi, myndun ATP og orku geymslu á lífefnafræðilegum skuldabréfum hluta sameindar. Á degi 40-60 kg adenósíns er nýmynduð, og það sama er notað í ensímhvörfum frumum. Lífi einni sameind af ATP er 1 mínútu, þannig að öndunarfærum keðja verður að ganga vel, nákvæmlega og án þess að villur. Annars fruman deyr.

Hvatberar eru talin virkjanir hvaða klefi. Fjöldi þeirra fer eftir orku sem þarf til að tilteknar aðgerðir. Til dæmis, taugafrumum er hægt að telja allt að 1000 hvatbera sem oft mynda þyrping í Synaptic svokölluðu veggskjöldur.

Mismunur á milli öndunar keðju í plöntum og dýrum

Í plöntum, til viðbótar "virkjanir" frumunnar er grænukorna. Á innri frumuhimnu þessara frumulíffæri eru einnig að finna ATP synthase, og þetta er kostur í samanburði dýra frumur.

Einnig plöntur geta lifað í háum styrk af kolmónoxíði, köfnunarefni og sýaníð vegna við sýaníð ónæmir hætti í ETC. Respiratory keðja endar þannig að þvf að ubiquinone þaðan sem rafeindir færðar beint á súrefnisatómum. Þess vegna minni ATP er samþætt, þó álverið geta lifað slæmu. Dýr í slíkum tilvikum, langvarandi áhrif til að deyja.

Við getum bera skilvirkni NAD, tíska og blásýru-ónæmir leið í gegnum ATP vísir myndun þegar flytja 1 rafeind.

• með NAD eða NADP er myndað af 3 sameindir af ATP;
• FAD er myndað með tveimur sameindir af ATP;
• blásýrugjafa myndar 1 sjálfbæra braut ATP sameind.

Evolutionary þýðingu ETC

Fyrir alla heilkjörnunga lífverum, mikil uppspretta af orku er the resplratory keðja. Biochemistry ATP myndun í kerið er skipt í tvær tegundir, undirstöðuefni fosfórýleringu og oxun fosfórun. ETC er notað í nýmyndun á annarri tegund orku, td. E. Due að redoxhvörfum.

I fjölkjömunga lífverum ATP myndast aðeins í undirstöðuefnis fosfórýleringu í glycolysis stigi. Six-kolefnis sykrur (ákjósanlegt að það sé glúkósa) sem taka þátt í hvarfapottinum hringrás, og framleiðsla frumna fær tvær sameindir af ATP. Þessi tegund af orku er talin vera mest frumstæða nýmyndun, ie. K. heilkjörnunga meðan oxun fosfórun myndast 36 ATP sameindir.

En það þýðir ekki að plöntur dag og dýr hafa misst getu til undirlag fosfórun. Bara þessi tegund af ATP myndun var sú eina af þremur stigum framleiðslu orku í klefanum.

Glycolysis í heilkjörnungum fer fram í umfryminu af the klefi. Það eru allar nauðsynlegar ensím sem getur ijúfa glúkósa til tveimur sameindir af pýruþrúgusýru til að mynda 2 sameindir af ATP. Allar síðari skref að fara fram í hvatberum fylkinu. Krebs hringrás eða tríkarboxýlsýru hringrás, eins og á sér stað í hvatbera. Þessu lokaða keðja viðbragða sem afleiðing af hver nýmynda NAD og FAD * H * H2. Þessar sameindir verður notað sem consumable í ETC.