Б. Метаболические функции

Митохондрии являются «силовой станцией» клетки, поскольку за счёт окислительной деградации питательных веществ в них синтезируется большая часть необходимого клетке АТФ (АТР). В митохондриях локализованы следующие метаболические процессы: превращение пирувата в ацетил-КоА, катализируемое пируватдегидрогеназным комплексом; цитратный цикл; дыхательная цепь, сопряжённая с синтезом АТФ (сочетание этих процессов носит название «окислительное фосфорилирование»); расщепление жирных кислот путём β-окисления и частично цикл мочевины. Митохондрии также поставляют клетке продукты промежуточного метаболизма и действуют наряду с ЭР как депо ионов кальция, которое с помощью ионных насосов поддерживает концентрацию Ca²⁺ в цитоплазме на постоянном низком уровне (ниже 1 мкмоль/л).

Главной функцией митохондрий является захват богатых энергией субстратов (жирные кислоты, пируват, углеродный скелет аминокислот) из цитоплазмы и их окислительное расщепление с образованием CO₂ и H₂O, сопряжённое с синтезом АТФ.

Реакции цитратного цикла приводят к полному окислению углеродсодержащих соединений (CO₂) и образованию восстановительных эквивалентов, главным образом в виде восстановленных коферментов. Большинство этих процессов протекают в матриксе. Ферменты дыхательной цепи, которые реокисляют восстановленные коферменты, локализованы во внутренней мембране митохондрий. В качестве доноров электронов для восстановления кислорода и образования воды используются НАДН и связанный с ферментом ФАДН₂. Эта высоко экзергоническая реакция является многоступенчатой и сопряжена с переносом протонов (Н⁺) через внутреннюю мембрану из матрикса в межмембранное пространство, (см. Белки главного комплекса гисто-совместимости) В результате на внутренней мембране создаётся электрохимический градиент (см. Процессы пищеварения). В митохондриях электрохимический градиент используется для синтеза АТФ из АДФ (ADP) и неорганического фосфата (P₁) при катализе АТФ-синтазой. Электрохимический градиент является также движущей силой ряда транспортных систем (см. Транспортные системы).

Статьи раздела «Митохондрии: структура и функции»:

• А. Структура митохондрий
• Б. Метаболические функции

— Следущая статья   |   — Вернуться в раздел