Амьсгалын замын гинжин: үйл ажиллагааны фермент

ямар ч организмын эсийн бүх биохимийн урвал нь эрчим хүчний зардал нь гарч байна. Амьсгалын замын гинжин - митохондрид дотоод мембран дээр байрладаг бөгөөд УТҮ үүсэх үйлчлэх юм дараалал тодорхой бүтэц. Аденозин эрчим хүчний олон эх сурвалж, 80 120 кЖ хуримтлуулж болно.

Амьсгалын замын электрон гинжин - Энэ юу вэ?

Электронууд болон протон эрчим хүчний боловсрол чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Одоогийн - Тэд хэсгүүд нь чиглэсэн хөдөлгөөнийг үүсгэдэг митохондрид нь мембраны эсрэг талд хүчдэлийн ялгааг бий болгодог. Амьсгалын замын гинжин (энэ нь гэх мэт электрон тээврийн гинжин) митохондрид дотоод мембран нь зузаантай intermembrane сансарт эерэг цэнэгтэй хэсгүүд шилжүүлэх, сөрөг цэнэгтэй хэсгүүд нь зуучлагч юм.

эрчим хүчний үүсэх гол үүрэг ATP-синтезд хамаарагдана. эрчим хүчний Энэ цогцолбор багц биохимийн эрчим хүчний зангиа протоны хөдөлгөөний чиглэлийг өөрчилдөг. Дашрамд хэлэхэд төвөгтэй ургамлын хлоропластын оршдог бараг ижил юм.

, Амьсгалын замын гинжин ферментийн цогцолбор

Электрон дамжуулах фермент системийн өмнө биохимийн урвал дагалдаж байна. Эдгээр биологийн идэвхт бодис, олон хувь нь их нарийн төвөгтэй бүтэц бүрдүүлэх, электроны шилжүүлэх нь зуучлагч болж байна.

Амьсгалын замын сүлжээний цогцолбор - цэнэгтэй хэсгүүд тээврийн төв бүрэлдэхүүн хэсэг юм. дотоод митохондрийн мембран 4-р Нийт зэрэг үүсэх, түүнчлэн ATP синтезд байдаг. Иймд, зэрэг intermembrane орон зай дахь устөрөгчийн протон нь боох ETC электрон шилжүүлэх, - Эдгээр бүх бүтэц нийтлэг зорилго хуваалцах УТҮ нийлэгжилтэнд.

цогцолбор уураг молекулууд бөгөөд дунд фермент, бүтцийн болон дохиоллын уураг байдаг нь кластер юм. 4 цогцолбор бүр зөвхөн түүний шинж чанар, чиг үүргийг биелүүлэх. -ийн гэх мэт дахь үүрэг нь эдгээр бүтцийг танилцуулах нь харцгаая.

би цогцолбор

митохондрийн мембран гол үүрэг дотоодод байгаа электроны шилжүүлэх амьсгалын гинжин тоглосон байна. устөрөгчийн протон болон электроны устгах урвал тэднийг дагалдан - үндсэн урвал гэх мэт нэг тээврийн гинжин нь эхний багц дөрвөн устөрөгчийн протон ийн хуваагдлыг дараа (амьтан) NAD * H + нь молекул буюу NADP * H + (ургамал) гэж үздэг. Үнэндээ улмаас энэ цогц биохимийн урвал нь Би ч бас гэж нэрлэдэг NADH - dehydrogenase (төв ферментийг нэртэй).

Найрлага dehydrogenase цогцолбор төмөр хүхрийн уураг 3 төрлийн болон Flavin mononucleotide (FMN) зэрэг орно.

II цогцолбор

Энэ цогцолборын үйл ажиллагаа intermembrane орон зай дахь устөрөгчийн протон шилжүүлэх татах биш юм. Энэ бүтэц нь гол үүрэг succinate исэлдэлтийн аргаар электрон тээврийн гинжин нэмэлт электрон хангах явдал юм. Төв фермент цогцолбор - succinate-ubiquinone oxidoreductase, ubiquinone нь succinic хүчил, шилжүүлэх нь электроны хагарлыг catalyzes lipophilic юм.

Хоёр дахь цогцолбор нь устөрөгчийн протон, электроны Нийлүүлэгч нь мөн Төсвийн харилцааны * H _{2 юм.} Гэсэн хэдий ч, түүний аналоги нь илүү бага аденин dinucleotide үр ашгийг Flavin - Nad эсвэл NADP * H * Х.

Найрлага II цогцолбор төмөр хүхрийн уураг, төв oxidoreductase фермент succinate гурван төрлийн бүрдэнэ.

III цогцолбор

дансанд дараагийн хэсэг, ETC цитохром б ₅₅₆ бүрдэнэ б _560, мөн _1, түүнчлэн төмөр хүхрийн уураг эрсдэл. Гурав дахь багц ажил эрхлэлтийн intermembrane сансарт хоёр устөрөгчийн протон шилжүүлэх холбоотой бөгөөд lipophilic ubiquinone нь электронууд C. цитохром нь

уураг эрсдэл онцлог нь өөх татан буугдсан юм. Энэ бүлэг нь амьсгалын замын сүлжээ, усанд уусдаг цогцолбор уулзсан бусад уургууд. Энэ боломж нь дотоод митохондрийн мембран зузаантай уургийн молекулууд байр суурийг нөлөөлдөг.

ubiquinone-цитохром С oxidoreductase зэрэг үйл ажиллагааны гурав дахь багц.

нарийн төвөгтэй IV

Гэх мэт эцсийн хүрэх газар нь тэр цитохром-исэлдүүлэгч цогцолбор Түүний ажлын хүчилтөрөгчийн атом нь цитохром С-ээс электрон шилжүүлэх явдал юм. Дараа нь сөрөг цэнэгтэй O атом ус үүсгэнэ устөрөгчийн протон урвалд орж болно. гол фермент - цитохром в oxidoreductase хүчилтөрөгчийн.

Дөрөв дэх цогцолборын бүтэц цитохром А, _3, хоёр зэс атом агуулдаг. хүчилтөрөгч нь электроны шилжүүлэх төв үүрэг нь ₃ цитохром _явсан. Эдгээр бүтцийн харилцаа холбоо, азотын цианид, нүүрстөрөгчийн исэл дарагдсан дэлхийн утгаар, энэ ATP синтезийн болон устгах дуусгавар хүргэдэг байна.

ubiquinone

Ubiquinone - нь витамин шиг бодис нь lipophilic нийлмэл, мембраны зузаан чөлөөтэй явна. митохондрийн амьсгалын замын сүлжээ, энэ бүтэц ямар ч хийж чадахгүй, өөрөөр хэлбэл. к. Энэ цогцолбор III би болон II цогцолбор нь электрон тээврийн үүрэгтэй.

Ubiquinone нь benzoquinone үүсмэл юм. Энэ бүтэц нь механизмууд Q үсэг ба товчилсон LN (lipophilic ubiquinone) дэх хэсэгт заасан болно. Хүчтэй исэлдүүлэгч, гар нь аюултай юм - молекулын исэлдэлтийг semiquinone бүрэлдэхэд хүргэдэг.

ATP синтезд

эрчим хүчний үүсэх гол үүрэг ATP-синтезд хамаарагдана. Энэ бүтэц нь химийн энерги болгон хувиргах хэсгүүд (протон) -ийн gribopodobnaya эрчим хүчний чиглэсэн хөдөлгөөнийг ашигладаг.

Гэх мэт туршид тохиолддог үндсэн үйл явц - исэлдүүлэх юм. Амьсгалын замын гинжин митохондрийн мембран зузаан нь электрон тээвэр, матриц тэдний хуримтлал үүрэгтэй. Үүний зэрэгцээ, би, III болон IV-ийн цогцолбор intermembrane орон зай дахь устөрөгчийн протон шахдаг байна. мембраны талд төлбөр ялгаа ATP синтезд дамжуулан протоны чиглэлтэй хөдөлгөөнийг хүргэдэг. ус - H + матрицыг оруулна оноос хойш электронууд эсийн хувьд төвийг сахисан бодисыг үүсгэдэг хангаж байна (хүчилтөрөгчийн холбоотой байгаа).

ATP синтезд F0 бүрдэнэ болон F1 дэд нэгж нь хамтад нь чиглүүлэгч молекул болдог. F1 гурван альфа болон бета дэд нэгж, хамтад нь суваг бий бүрдэнэ. Энэ суваг нь яг ижил диаметр нь устөрөгчийн протон байдаг байна. ATP синтезд толгойд эерэг цэнэгтэй хэсгүүд хэсэгт нь F ₀ молекулууд нь өөрийн тэнхлэгээ тойрон 360 градусаар эрчилсэн байна. Энэ хугацаанд, AMP, эсвэл ADP (adenozinmono- болон diphosphate) нь өндөр эрчим хүчний бонд, эрчим хүчний их хэмжээний эргэн тойронд нь фосфатын үлдэгдлийг хавсаргасан байна.

ATP синтезд нь зөвхөн митохондрид, биед байдаг. ургамал нь, энэ цогцолбор нь бас vacuoles (tonoplast) нь мембраны, түүнчлэн Хлоропластын thylakoids дээр байрладаг.

Мөн мал амьтны эс, ургамал ATPases бэлэг байдаг. Тэд ATP синтезд тэр болгон ижил бүтэцтэй байдаг боловч тэдгээрийн үйл ажиллагааны эрчим хүчний зардал нь фосфатын үлдэгдэл арилгахад чиглэгдсэн байна.

Амьсгалын гинжин биологийн утга

Нэгдүгээрт, эцсийн бүтээгдэхүүн ETC урвал гэж нэрлэгддэг бодисын солилцооны ус (өдөрт 300-400 мл) юм. Хоёрдугаарт, молекулын биохимийн бондын ATP болон эрчим хүчний хадгалах синтез. өдөрт 40-60 кг аденозин нэгтгэсэн байна, мөн ферментийн урвал эс хэрэглэж байна. Амьсгалын замын гинжин үнэн зөв, алдаа ямар ч асуудалгүй ажиллах ёстой болохоор УТҮ нэг молекул амьдрал, 1 минут байна. Өөрөөр хэлбэл, гар үхэх болно.

Митохондри ямар нэг эсийн цахилгаан станц гэж үзэж байна. Тэдний тоо тодорхой үйл ажиллагаанд шаардлагатай эрчим хүчний хамаарна. Жишээ нь, мэдрэлийн эсүүд 1000 митохондрид ихэвчлэн товрууны гэж нэрлэгддэг Synaptic нь кластер бий хүртэл тоолж болно.

ургамал, амьтны амьсгалын замын сүлжээний хооронд ялгаа

ургамал, эсийн нэмэлт "цахилгаан станц" нь Хлоропластын юм. Эдгээр органелле дотоод мембран дээр нь бас ATP синтезд байдаг бөгөөд энэ нь мал, амьтны эс дээр нь давуу тал юм.

Мөн ургамал улмаас гэх мэт цианид тэсвэртэй арга замыг нүүрстөрөгчийн дутуу исэл, азот, цианид өндөр агууламж нь амьдрах болно ийн Амьсгалын замын гинжин ubiquinone, үүнээс электронууд шууд хүчилтөрөгчийн атом шилжүүлсэн байна д дуусна. Үүний үр дүнд ATP нийлэгжсэн нь бага хэдий ч, ургамлын сөрөг нөхцөл амьдрах болно. Ийм тохиолдолд амьтан, удаан хугацаагаар өртөх үхэх нь.

1-р электрон шилжүүлэх үед бид ATP үзүүлэлт үүсэх дамжуулан NAD, шинэ зүйл гарч, цианидын тэсвэртэй зам үр ашигтай харьцуулж болно.

• Nad буюу УТҮ 3 молекул үүссэн NADP байна;
• Төсвийн харилцааны УТҮ хоёр молекул нь байгуулагдсан байх;
• цианидын 1 тогтвортой зам ATP молекул болдог.

Гэх мэт хувьслын ач холбогдол

Бүх эукариот организмын хувьд эрчим хүчний гол эх үүсвэр нь амьсгалын замын сүлжээ юм. нүдэнд Биохими ATP синтез нь хоёр төрлийн, субстрат фосфоржилт болон исэлдэлтийн фосфоржилт хуваагддаг. ETC урвал редокс нь эрчим хүчний хоёр дахь төрөл, өөрөөр хэлбэл. E. улмаас нийлэгжилтэнд хэрэглэж байна.

прокариот организм онд ATP зөвхөн glycolysis шатанд субстрат фосфоржилт онд байгуулагдсан. Зургаан нүүрстөрөгчийн сахар (илүү зохимжтой глюкоз) урвалын мөчлөгийн оролцож, мөн гаралт эсийн УТҮ хоёр молекул хүлээн авна. эрчим хүчний Энэ төрлийн хамгийн болхи синтез, өөрөөр хэлбэл. 36 ATP молекулууд бий болсон исэлдэлтийн фосфоржилт үед K., эукариот гентэй гэж үзэж байна.

Гэхдээ энэ нь өнөөгийн ургамал, амьтан фосфоржилт субстрат чадвараа алдсан гэсэн үг биш юм. Зүгээр л ATP синтезийн энэ төрлийн эсийн эрчим хүчний үйлдвэрлэлийн гурван үе шаттайгаар зөвхөн нэг байсан юм.

эукариот гентэй Glycolysis эсийн цитоплазмд явагддаг. хоёр молекул нь глюкоз нэгдэнэ болох бүх шаардлагатай фермент байдаг pyruvic хүчил УТҮ 2 молекулыг үүсгэдэг. дараагийн бүх алхмууд митохондрийн матриц газар авна. Krebs мөчлөг буюу tricarboxylic хүчил мөчлөг, мөн митохондрид тохиолддог. Энэ нь Nad болон Төсвийн харилцааны * H * H2 нэгтгэн үр дүнд гинжин урвал хаагдсан байна. Эдгээр молекулууд гэх мэт нь хэрэглээний болгон ашиглаж болно