Obiectivele de Învățare

Descrie cum electronii se mișcă prin lanțul transportor de electroni

Takeaways Cheie

Puncte-Cheie

• fosforilării Oxidative este calea metabolică în care electronii sunt transferați de electroni donori de electroni acceptori în reacții redox; această serie de reacții eliberează energie care este folosit pentru a forma ATP.
• există patru complexe proteice (complexul etichetat I-IV) în lanțul de transport al electronilor, care sunt implicate în mișcarea electronilor de la NADH și FADH2 la oxigenul molecular.,
• Complexul i stabilește gradientul de ioni de hidrogen prin pomparea a patru ioni de hidrogen pe membrană din matrice în spațiul intermembranar.
• Complexul II primește FADH2, care ocolește complexul I și livrează electroni direct în lanțul de transport al electronilor.ubiquinona (Q) acceptă electronii atât din complexul i, cât și din complexul II și îi livrează în complexul III.
• Complexul III pompează protonii prin membrană și își trece electronii în citocromul c pentru transportul către al patrulea complex de proteine și enzime.,
• complex IV reduce oxigenul; oxigenul redus preia apoi doi ioni de hidrogen din mediul înconjurător pentru a produce apă.

termeni cheie

• grup protetic: componenta non-proteică a unei proteine conjugate.
• complex: o structură constând dintr-un atom central, moleculă sau proteină slab conectată la atomii, moleculele sau proteinele din jur.
• ubiquinonă: o substanță solubilă în lipide care este o componentă a lanțului de transport de electroni și acceptă electroni din complexele I și II.,fosforilarea oxidativă este o metodă foarte eficientă de producere a unor cantități mari de ATP, unitatea de bază a energiei pentru procesele metabolice. În timpul acestui proces, electronii sunt schimbați între molecule, ceea ce creează un gradient chimic care permite producerea de ATP. Partea cea mai vitală a acestui proces este lanțul de transport al electronilor, care produce mai mult ATP decât orice altă parte a respirației celulare.,lanțul de transport al electronilor este componenta finală a respirației aerobe și este singura parte a metabolismului glucozei care utilizează oxigenul atmosferic. Transportul de electroni este o serie de reacții redox care seamănă cu o cursă releu. Electronii sunt trecuți rapid de la o componentă la alta până la punctul final al lanțului, unde electronii reduc oxigenul molecular, producând apă. Această cerință pentru oxigen în etapele finale ale lanțului poate fi văzută în ecuația generală pentru respirația celulară, care necesită atât glucoză, cât și oxigen.,un complex este o structură formată dintr-un atom central, moleculă sau proteină slab conectată la atomii, moleculele sau proteinele din jur. Lanțul de transport al electronilor este o agregare a patru dintre aceste complexe (etichetate I până la IV), împreună cu purtătorii de electroni mobili asociați. Lanțul de transport al electronilor este prezent în mai multe copii în membrana mitocondrială interioară a eucariotelor și în membrana plasmatică a procariotelor.,
  

  lanțul transportor De electroni: lanțul transportor De electroni este o serie de electroni transportatorii încorporate în membrana mitocondrială interior care transportă electroni de la NADH și FADH2 la oxigen molecular. În acest proces, protonii sunt pompați din matricea mitocondrială în spațiul intermembranar, iar oxigenul este redus pentru a forma apă.

  Complex I

  pentru a începe, doi electroni sunt transportați la primul complex la bordul NADH., Complexul I este compus din mononucleotidă flavină (FMN) și o enzimă care conține sulf de fier (Fe-S). FMN, care este derivat din vitamina B2 (numită și riboflavină), este unul dintre mai multe grupuri protetice sau co-factori din lanțul de transport al electronilor. Un grup protetic este o moleculă non-proteică necesară pentru activitatea unei proteine. Grupurile protetice pot fi organice sau anorganice și sunt molecule non-peptidice legate de o proteină care facilitează funcția sa.grupurile protetice includ coenzime, care sunt grupurile protetice de enzime., Enzima din complexul I este NADH dehidrogenaza, o proteină foarte mare care conține 45 de lanțuri de aminoacizi. Complexul i poate pompa patru ioni de hidrogen prin membrană din matrice în spațiul intermembranar; în acest fel gradientul de ioni de hidrogen este stabilit și menținut între cele două compartimente separate de membrana mitocondrială interioară.Complexul ii primește direct FADH2, care nu trece prin complexul I. compusul care leagă primul și al doilea complex la al treilea este ubiquinona (Q)., Molecula Q este solubilă în lipide și se mișcă liber prin miezul hidrofob al membranei. Odată ce este redus la QH2, ubiquinona își livrează electronii la următorul complex din lanțul de transport al electronilor. Q primește electronii derivați din NADH din complexul I și electronii derivați din FADH2 din complexul II, inclusiv succinat dehidrogenaza. Această enzimă și FADH2 formează un mic complex care livrează electroni direct în lanțul de transport al electronilor, ocolind primul complex., Deoarece acești electroni ocolesc și astfel nu energizează, pompa de protoni din primul complex, mai puține molecule ATP sunt făcute din electronii FADH2. Numărul de molecule ATP obținute în cele din urmă este direct proporțional cu numărul de protoni pompați peste membrana mitocondrială interioară.cel de-al treilea complex este compus din citocrom b, o altă proteină Fe-S, Centrul Rieske (Centrul 2FE-2S) și proteinele citocromului c; acest complex este numit și citocrom oxidoreductază. Proteinele citocromului au un grup protetic de heme., Molecula de heme este similară cu Hema din hemoglobină, dar poartă electroni, nu oxigen. Ca urmare, ionul de fier din miezul său este redus și oxidat pe măsură ce trece electronii, fluctuând între diferite stări de oxidare: Fe2+ (redus) și Fe3+ (oxidat). Moleculele de heme din citocromi au caracteristici ușor diferite datorită efectelor diferitelor proteine care le leagă, ceea ce face ca fiecare complex. Complexul III pompează protonii prin membrană și își trece electronii în citocromul c pentru transportul către cel de-al patrulea complex de proteine și enzime., Citocromul c este acceptorul electronilor de la Q; cu toate acestea, în timp ce Q poartă perechi de electroni, citocromul c poate accepta doar unul câte unul.al patrulea complex este compus din proteinele citocromului c, a și A3. Acest complex conține două grupuri heme (una în fiecare dintre citocromii a și a3) și trei ioni de cupru (o pereche de CuA și un CuB în citocromul a3). Citocromii dețin o moleculă de oxigen foarte strâns între ionii de fier și cupru până când oxigenul este complet redus., Oxigenul redus preia apoi doi ioni de hidrogen din mediul înconjurător pentru a produce apă (H2O). Îndepărtarea ionilor de hidrogen din sistem contribuie, de asemenea, la gradientul de ioni utilizat în procesul de chemiosmoză.