Elektronového transportního Řetězce
u elektronového transportního řetězce používá elektrony z elektronového nosiče vytvořit chemický gradient, který může být použit k napájení oxidativní fosforylace.,
Cíle Vzdělávání
Popište, jak se elektrony pohybovat přes elektronový transportní řetězec,
Klíčové Takeaways
Klíčové Body
- Oxidační fosforylace je metabolická dráha, ve které jsou elektrony přeneseny z elektronového dárce, aby elektron akceptory v redoxní reakce; tato série reakcí uvolňuje energie, která je použita k vytvoření ATP.
- v elektronovém transportním řetězci jsou čtyři proteinové komplexy (označený komplex I-IV), které se podílejí na pohybu elektronů z NADH a FADH2 na molekulární kyslík.,
- Komplex I vytváří vodíkový gradient iontové čerpáním čtyř vodíkových iontů přes membránu z matrix do mezimembránového prostoru.
- komplex II přijímá FADH2, který obchází komplex I a dodává elektrony přímo do elektronového transportního řetězce.
- Ubichinonu (Q) přijímá elektrony z obou komplex i a komplex II a přináší jim na komplex III.
- Komplexní III pumpuje protony přes membránu a předává své elektrony na cytochrom c, pro dopravu do čtvrtého komplex proteinů a enzymů.,
- komplex IV snižuje kyslík; snížený kyslík pak zvedne dva vodíkové ionty z okolního média, aby vytvořil vodu.
klíčové pojmy
- protetická skupina: neproteinová složka konjugovaného proteinu.
- komplex: struktura sestávající z centrálního atomu, molekuly nebo proteinu slabě propojeného s okolními atomy, molekulami nebo bílkovinami.
- ubichinon: rozpustný v tucích látka, která je součástí elektronového transportního řetězce a přijímá elektrony z komplexu I a II.,
oxidační fosforylace je vysoce účinná metoda výroby velkého množství ATP, základní jednotky energie pro metabolické procesy. Během tohoto procesu se elektrony vyměňují mezi molekulami, což vytváří chemický gradient, který umožňuje výrobu ATP. Nejdůležitější součástí tohoto procesu je elektronový transportní řetězec, který produkuje více ATP než kterákoli jiná část buněčného dýchání.,
transportní řetězec elektronů
transportní řetězec elektronů je konečnou složkou aerobního dýchání a je jedinou částí metabolismu glukózy, která využívá atmosférický kyslík. Elektronová doprava je řada redoxních reakcí, které připomínají štafetový závod. Elektrony jsou rychle přenášeny z jedné složky do dalšího koncového bodu řetězce, kde elektrony snižují molekulární kyslík a produkují vodu. Tento požadavek na kyslík v konečných fázích řetězce lze vidět v celkové rovnici pro buněčné dýchání, která vyžaduje glukózu i kyslík.,
komplex je struktura sestávající z centrálního atomu, molekuly nebo proteinu slabě spojeného s okolními atomy, molekulami nebo bílkovinami. Elektronový transportní řetězec je agregace čtyř těchto komplexů (označených I až IV) spolu s přidruženými mobilními nosiči elektronů. Elektron transportní řetězec je přítomen ve více kopiích ve vnitřní mitochondriální membráně eukaryot a plazmatické membráně prokaryot.,
u elektronového transportního řetězce: elektron transportní řetězec je řada elektronových přenašečů zakotven ve vnitřní mitochondriální membráně, že raketoplány elektrony z NADH a FADH2 na molekulární kyslík. V tomto procesu jsou protony čerpány z mitochondriální matrice do intermembránového prostoru a kyslík je redukován na tvorbu vody.
komplex i
pro začátek jsou dva elektrony přeneseny do prvního komplexu na palubě NADH., Komplex i se skládá z flavin mononukleotidu (FMN) a enzymu obsahujícího železo-síru (Fe-S). FMN, který je odvozen od vitaminu B2 (také nazývaného riboflavin), je jednou z několika protetických skupin nebo spolufaktorů v elektronovém transportním řetězci. Protetická skupina je neproteinová molekula potřebná pro aktivitu proteinu. Protetické skupiny mohou být organické nebo anorganické a jsou nepeptidové molekuly vázané na protein, který usnadňuje jeho funkci.
protetické skupiny zahrnují co-enzymy, které jsou protetickými skupinami enzymů., Enzym v komplexu I je nadh dehydrogenáza, velmi velký protein obsahující 45 aminokyselinových řetězců. Komplex I může čerpat čtyři vodíkových iontů přes membránu z matrix do mezimembránového prostoru; to je v této cestě, že vodíkový iontový gradient je založena a udržována mezi dvě komory oddělené vnitřní mitochondriální membrány.
Q A komplex II
komplex II přímo přijímá FADH2, který neprochází komplexem i.sloučenina spojující první a druhý komplex se třetím je ubichinon (Q)., Molekula Q je rozpustná v lipidech a volně se pohybuje hydrofobním jádrem membrány. Jakmile je redukován na QH2, ubichinon dodává své elektrony do dalšího komplexu v elektronovém transportním řetězci. Q přijímá elektrony odvozené od NADH z komplexu i a elektrony odvozené od FADH2 z komplexu II, včetně sukcinátdehydrogenázy. Tento enzym a FADH2 tvoří malý komplex, který dodává elektrony přímo do elektronového transportního řetězce a obchází první komplex., Vzhledem k tomu, že tyto elektrony obcházejí, a tak ne energizují, protonová pumpa v prvním komplexu, méně molekul ATP je vyrobeno z elektronů FADH2. Počet nakonec získaných molekul ATP je přímo úměrný počtu protonů čerpaných přes vnitřní mitochondriální membránu.
Komplex III
třetí komplex je složen z cytochromu b, další Fe-S protein, Rieske center (2Fe-2S centra) a cytochromu c proteiny; tento komplex je také nazýván cytochromu oxidoreduktázy. Cytochromové proteiny mají protetickou hem skupinu., Molekula hemu je podobná hemu v hemoglobinu, ale nese elektrony, nikoli kyslík. Výsledkem je, že iont železa v jeho jádru je redukován a oxidován, když prochází elektrony, kolísající mezi různými oxidačními stavy: Fe2+ (redukovaný) a Fe3+ (oxidovaný). Heme molekuly v cytochromy mají mírně odlišné vlastnosti vzhledem k účinkům různých proteinů vazbou, která dělá každý komplex. Komplex III pumpuje protony membránou a předává své elektrony cytochromu c pro transport do čtvrtého komplexu proteinů a enzymů., Cytochrom c je akceptor elektronů z Q; nicméně, zatímco Q nese páry elektronů, cytochrom c může přijímat pouze jeden po druhém.
komplex IV
čtvrtý komplex se skládá z cytochromových proteinů c, a a a3. Tento komplex obsahuje dvě hem skupiny (jeden v každém z cytochromů a a3) a tři ionty mědi (pár CuA a jedno mládě v cytochromu A3). Cytochromy drží molekulu kyslíku velmi těsně mezi ionty železa a mědi, dokud není kyslík zcela snížen., Snížený kyslík pak zvedne dva vodíkové ionty z okolního média za vzniku vody (H2O). Odstranění vodíkových iontů ze systému také přispívá k iontovému gradientu používanému v procesu chemiosmózy.