А. Окислительно-восстановительная система дыхательной цепи

Электроны, передаваемые НАДН (NADH), не переносятся прямо на кислород. Они проходят по меньшей мере десять промежуточных окислительно-восстановительных систем, большинство из которых это связанные простетические группы в комплексах I, III и IV. Прежде всего поражает большое число коферментов, принимающих участие в переносе электронов. Как показано в статье Фосфолипиды и гликолипиды, изменение свободной энергии ΔG в реакциях восстановления зависит только от разности окислительно-восстановительных потенциалов донора и акцептора. Наличие дополнительных окислительно-восстановительных систем между НАДН и O2 не приводит к изменению свободной энергии реакции. Общая величина энергии реакции (более 200 кДж/моль) разбивается на небольшие и более удобные «пакеты», величина которых определяется разностью окислительно-восстановительных потенциалов соответствующих промежуточных продуктов. Предполагается, что это разделение на пакеты обеспечивает дыхательной цепи удивительно высокий выход энергии, составляющий примерно 60 %.

На схеме представлены основные окислительно-восстановительные системы митохондриального электронного транспорта и их приблизительные окислительно-восстановительные потенциалы. Эти потенциалы важны для переноса электронов, так как для обеспечения спонтанного переноса члены окислительно-восстановительного ряда должны располагаться в порядке возрастания потенциалов (см. Методы выделения и анализа белков).

В комплексе I электроны переносятся от НАДН на ФМН (FMN, см. Устройство и функционирование эндоплазматического ретикулума и аппарата Гольджи), а затем на железосодержащие белки (Fe/S-центры). Эти окислительно-восстановительные системы стабильны только в составе молекул белков. Они могут содержать от 2 до 6 ионов железа, образующих комплексы различного состава с неорганическим сульфидом и SH-группами остатков цистеина. На схеме показана структура так называемого Fe4S4-центра.

В переносе электронов принимают участие различные типы гемов. Гемы типа b соответствуют гемоглобинам (см. Транспорт газов). Гем с ковалентно связан с белком, в то время кактетрапиррольное кольцо гема a изопренилировано и несёт формильную группу. В комплексе IV непосредственно с кислородом взаимодействуют ион меди (CuB) и гем a3. Свойства кофермента Q и цитохрома с рассмотрены на Дыхательная цепь.


Метаболизм. Энергетика / Синтез АТФ

Статьи раздела «Синтез АТФ»:

Следущая статья   |   — Вернуться в раздел


Биохимическая эволюция / Автор ставил себе задачей в этой небольшой книге осветить биохимическую сторону эволюции и классификации животных, показав, что имеются биохимические систематические признаки. Возможность присовокупить к зоологической классификации, разработанной морфологами, классификацию биохимического порядка не Биохимическая эволюция
Автор ставил себе задачей в этой небольшой книге осветить биохимическую сторону ...
Открытие основных законов жизни / В книге изложены история развития и основные достижения молекулярной биологии — от открытия живой клетки до выяснения механизмов биосинтеза белка, строения и функционирования генов. Рассмотрены перспективы дальнейшего развития молекулярной биологии и значение её достижений для расшифровки таких сложОткрытие основных законов жизни
В книге изложены история развития и основные достижения молекулярной биологии — ...
Биоэнергетика. Введение в хемиосмотическую теорию / Книга известного английского биохимика посвящена хемиосмотической теории, создатель которой П. Митчелл был удостоен в 1978 г. Нобелевской премии. Рассмотрены принципы энергетических превращений, происходящих в биологических мембранах, дана краткая характеристика клеточных структур (митохондрий, хлорБиоэнергетика. Введение в хемиосмотическую теорию
Книга известного английского биохимика посвящена хемиосмотической теории, ...
Биохимия человека (комплект из 2 книг) / Настоящий учебник биологической и медицинской химии и молекулярной биологии широко известен в мире и переведён на многие языки. Авторы 21-го переработанного издания — учёные из США, Великобритании и Канады. Благодаря энциклопедической полноте и чёткости изложения книга может служить справочным пособБиохимия человека (комплект из 2 книг)
Настоящий учебник биологической и медицинской химии и молекулярной биологии ...