Respiratory kadena: functional enzymes

Ang tanan nga biochemical reaksyon diha sa mga selula sa bisan unsa nga organismo mahitabo sa enerhiya paggasto. Respiratory kadena - sa usa ka han-ay sa piho nga mga istruktura nga nahimutang sa sulod nga lamad sa mitochondria ug mag-alagad alang sa pagtukod sa ATP. Adenosine mao ang usa ka Daghag Gamit nga tinubdan sa enerhiya ug tapok sa mga 80 ngadto sa 120 KJ.

Respiratory electron kadena - unsa man kini?

Electron ug proton play sa usa ka importante nga papel sa enerhiya sa edukasyon. Sila sa paghimo sa usa ka boltahe kalainan sa atbang kilid sa lamad sa mitochondria nga og sa usa ka mimando motion sa mga partikulo - kasamtangan. Respiratory kadena (kini ETC, electron transport kadena) mao ang usa ka tigpataliwala sa pagbalhin sa positibo nagsugo partikulo sa intermembrane luna ug negatibo nagsugo partikulo sa gibag-on sa sulod nga lamad sa mitochondria.

Ang nag-unang papel sa pagtukod sa enerhiya iya sa ATP-synthase. Kini nga komplikado nga hugpong sa enerhiya mag-usab sa direksyon sa proton motion sa biochemical enerhiya relasyon. Pinaagi sa dalan, mao ang hapit susama sa komplikado nahimutang sa chloroplasts sa mga tanom.

Ug complexes sa respiratory kadena enzyme

Electron pagbalhin ang inubanan sa biochemical reaksyon sa atubangan sa sistema sa enzyme. Kini nga mga biologically aktibo nga mga butang, daghan nga mga kopya sa nga maporma dako complex istruktura, sa pag-alagad ingon nga tigpataliwala sa pagbalhin sa mga electron.

Complexes sa respiratory kadena - mga sentro sa mga sangkap sa transportasyon sa gisugo partikulo. Total sa sulod mitochondrial lamad 4 mga sa maong formation, ingon man usab sa ATP synthase. Ang tanan niini nga mga istruktura sa pagpakigbahin sa usa ka komon nga tumong - pagputos ETC electron pagbalhin sa hydrogen proton sa intermembrane luna ug, ingon sa usa ka resulta, ang kalangkuban sa ATP.

complex mao ang usa ka pungpong sa mga molekula protina, sa taliwala sa nga adunay mga enzymes, structural ug sinyal protina. Ang matag usa sa 4 mga dinugtongdugtong pagtuman sa iyang lamang sa iyang kinaiya, function. ni makakita nga mga buluhaton sa ETC pagpresentar niini nga mga istruktura Himoa.

ako complex

Ang pagbalhin sa mga electron sa sulod sa mitochondrial lamad nag-unang papel ang nanaghoni sa respiratory kadena. Elimination reaksiyon sa hydrogen proton ug electron nag-uban kanila - sa usa sa mga nag-unang mga reaksiyon ug uban pa Usa ka unang hugpong sa mga transport kadena mi-asumer molekula sa nad * H + (sa mga hayop) o NADP * H + (mga tanom), gisundan sa kanalkanal sa upat ka hydrogen proton. Sa pagkatinuod, tungod sa niini nga komplikado biokemikal reaksyon ako gitawag usab NADH - dehydrogenase (nga ginganlan sentral nga enzyme).

Ang komposisyon dehydrogenase complex nga puthaw-asupre protina naglakip sa 3 matang, ug flavin mononucleotide (FMN).

II complex

Operation sa complex wala maglangkit sa pagbalhin sa hydrogen proton sa intermembrane luna. Ang nag-unang function sa gambalay niini nga mao ang sa paghatag dugang nga mga electron sa electron transport kadena pinaagi sa succinate oxidation. Central enzyme complex - succinate-ubiquinone oxidoreductase, nga catalyzes ang kanalkanal sa mga electron gikan sa succinic acid ug pagbalhin ngadto sa ubiquinone mao lipophilic.

Supplier sa hydrogen proton ug electron sa ikaduhang complex mao usab ang FAD * H _2. Apan, flavin adenine dinucleotide efficiency dili kaayo kay sa iyang mga analogues - nad o NADP * H * H.

Ang komposisyon II naglangkob sa tulo ka mga matang sa mga komplikado nga puthaw-asupre protina ug sentral nga oxidoreductase enzyme succinate.

III complex

Ang sunod nga bahin sa asoy, ETC naglangkob sa cytochrome b ₅₅₆ b _560, ug c _1, ingon man sama sa puthaw-azufre protina Risk. Employment sa ikatolo set nalangkit sa sa pagbalhin sa duha ka proton hydrogen sa intermembrane luna, ug mga electron gikan sa lipophilic ubiquinone sa cytochrome C.

Risk bahin sa protina mao nga kini dissolves sa tambok. Ang ubang mga protina sa niini nga grupo nga nahimamat sa mga complexes sa respiratory kadena, tubig-matunaw. Kini nga bahin makaapekto sa posisyon sa mga molekula protina sa gibag-on sa sulod mitochondrial lamad.

Ang ikatulo nga set sa mga gimbuhaton sama sa ubiquinone-cytochrome c oxidoreductase.

komplikado IV

Siya cytochrome-oxidant complex nga mao ang katapusan nga destinasyon sa uban pa Sa iyang trabaho mao ang sa pagbalhin sa mga electron gikan sa cytochrome c alang sa mga atomo sa oksiheno. Human negatibo nagsugo Oh atomo ang reaksiyon sa mga proton hydrogen sa pagporma sa tubig. Ang nag-unang enzyme - cytochrome c oxidoreductase oxygen.

Ang istruktura sa ikaupat nga complex naglakip sa cytochrome sa usa ka, sa usa ka _3, ug duha ka tumbaga atomo. Ang sentral nga papel sa pagbalhin sa mga electron sa oksiheno miadto cytochrome sa usa ka _3. Ang pakig-niini nga mga istruktura nga suppressed nitroheno cyanide ug carbon monoxide, sa usa ka global nga diwa, kini modala ngadto sa pagtapos sa ATP kalangkuban ug kalaglagan.

ubiquinone

Ubiquinone - sa usa ka bitamina-sama sa bahandi, usa ka lipophilic compound, nga nagalihok sa kinabubut-on sa gibag-on sa lamad. mitochondrial respiratory kadena dili sa pagbuhat nga walay gambalay niini, ie. k. Kini mao ang responsable alang sa electron sa transportasyon gikan sa mga complexes I ug II sa komplikado III.

Ubiquinone mao ang usa ka benzoquinone sa gikopya nga. nga gambalay Kini nga mahimong gihisgotan sa laraw Q sulat o pinamubo nga LN (lipophilic ubiquinone). Ang oxidation sa molekula modala ngadto sa sa pagporma sa semiquinone - sa usa ka lig-on nga oxidizer, nga mao ang peligroso alang sa cell.

ATP synthase

Ang nag-unang papel sa pagtukod sa enerhiya iya sa ATP-synthase. gambalay Kini nga naggamit gribopodobnaya enerhiya mimando motion sa mga partikulo (proton) sa kinabig niini ngadto sa kemikal nga enerhiya.

Ang nag-unang mga proseso nga mahitabo sa tibuok ETC - mao oxidation. Ang respiratory kadena mao ang responsable alang sa electron sa transportasyon sa mitochondrial lamad mabaga ug sa ilang mga panagtigum, panagtingub sa sa taguangkan. Dungan, ang mga dinugtongdugtong sa ako, III ug IV ang pumped hydrogen proton sa intermembrane luna. katungdanan kalainan sa mga kiliran sa lamad modala ngadto sa direksiyon nga irog sa proton pinaagi sa ATP synthase. Sukad sa H + mosulod sa taguangkan, electron matubag (nga nakig-uban sa oksiheno) sa pagporma sa usa ka neyutral nga bahandi alang sa cell - sa tubig.

ATP synthase F0 naglangkob sa ug F1 mga subunit nga tingub maporma ang router molekula. F1 naglangkob sa tulo ka tulo ka alpha ug beta mga subunit, nga sa tingub sa usa ka channel. channel Kini nga gayud sa sama nga diametro, nga adunay usa ka idroheno proton. Uban sa paglabay sa positibo nga nagsugo sa mga partikulo pinaagi sa ATP synthase ulo F ₀ molekula nga baliko sa 360 degrees sa palibot sa iyang axis. Atol niini nga panahon, sa HLGN o ADP (adenozinmono- ug diphosphate) nga gilakip phosphate salin uban sa usa ka hataas nga-enerhiya talikala, nga naglibut sa mga dako nga kantidad sa enerhiya.

ATP synthase makita diha sa lawas, dili lamang sa mitochondria. Sa mga tanom, kini nga mga complexes usab nahimutang sa lamad sa mga vacuoles (tonoplast), ingon man ang mga chloroplast thylakoids.

Usab sa mananap nga selula ug sa tanom ATPases anaa. Sila adunay usa ka susama nga gambalay nga ingon sa mga ATP synthase, apan ang ilang aksyon gitumong sa elimination sa phosphate residues sa paggasto sa enerhiya.

Ang biolohikal nga kahulogan sa respiratory kadena

Una, ang katapusan nga produkto ETC reaksiyon sa mao ang sa ingon-gitawag nga metaboliko tubig (300-400 ml kada adlaw). Ikaduha, ang kalangkuban sa ATP ug kusog storage sa biochemical gapus sa molekula. Sa adlaw 40-60 kg adenosine ang artipisyal nga paagi, ug sa mao usab nga gigamit sa enzymatic mga reaksiyon sa mga selula. Ang kinabuhi sa usa ka molekula sa ATP mao ang 1 minuto, mao nga ang mga respiratory kadena kinahanglan molihok hapsay, tukma ug walay sayop. Kay kon dili, ang mga cell mamatay.

Mitochondria giisip estasyon gahum sa bisan unsa nga cell. Ang ilang gidaghanon agad sa enerhiya nga gikinahanglan alang sa pipila ka mga gimbuhaton. Pananglitan, neuron maihap sa 1000 mitochondria nga sagad sa usa ka pungpong sa synapse sa ingon-gitawag nga plake.

Kalainan sa taliwala sa mga respiratory kadena sa mga tanom ug mananap

Sa mga tanom, usa ka dugang nga "gahom sa mga tanom" sa cell mao ang usa ka chloroplast. Sa sulod lamad sa mga organelles makaplagan usab ATP synthase, ug kini mao ang usa ka bintaha ibabaw sa mga selula sa mananap.

Usab mga tanom mabuhi sa taas nga konsentrasyon sa carbon monoxide, nitroheno ug cyanide tungod sa cyanide-resistant nga paagi sa uban pa Respiratory kadena sa ingon matapos sa ubiquinone, nga gikan nga mga electron direktang gibalhin ngadto sa mga atomo sa oksiheno. Ingon sa usa ka resulta, dili kaayo ATP ang artipisyal nga paagi, Apan, ang tanom nga mabuhi adverse nga kondisyon. Ang mga mananap sa maong mga kaso, dugay nga pagkaladlad sa mamatay.

Kita itandi sa efficiency sa nad, FAD ug cyanide-resistant nga dalan pinaagi sa ATP timailhan formation sa diha nga pagbalhin sa 1 electron.

• uban sa nad o NADP nag-umol sa 3 molekula sa ATP;
• FAD ang nag-umol sa duha ka molekula sa ATP;
• sa cyanide porma 1 malungtarong dalan ATP molekula.

Sa ebolusyon nga kahulogan sa ETC

Kay ang tanan nga eukaryotic organismo, ang usa ka mayor nga tinubdan sa enerhiya mao ang respiratory kadena. Biokemistriya ATP kalangkuban sa cell gibahin ngadto sa duha ka matang, substrate phosphorylation ug oxidative phosphorylation. ETC gigamit sa kalangkuban sa mga ikaduha nga matang sa enerhiya, ie. E. Tungod sa redox mga reaksyon.

Sa prokaryotic organismo ATP nag-umol lamang sa substrate phosphorylation sa glycolysis stage. Unom ka-carbon asukar (sa labing maayo sa glucose) nalambigit sa siklo reaksyon, ug ang output cell makadawat og duha ka molekula sa ATP. Kini nga matang sa enerhiya giisip nga labing karaang kalangkuban, ie. K. Eukaryotes sa panahon sa oxidative phosphorylation nag-umol 36 ATP molekula.

Apan, wala kini magpasabot nga ang mga tanom ug mga mananap karon nawad-an sa abilidad sa substrate phosphorylation. Lang kini nga matang sa ATP kalangkuban mao lamang ang usa sa tulo ka hugna sa enerhiya sa produksyon sa cell.

Glycolysis sa eukaryotes mahitabo sa cytoplasm sa cell. Adunay mga sa tanan nga mga gikinahanglan nga mga enzyme nga mounong glucose sa duha ka molekula sa pyruvic acid sa pagporma sa 2 molekula sa ATP. Ang tanan nga sunod-sunod nga mga lakang sa pagkuha sa dapit sa mitochondrial matrix. Krebs cycle o ang tricarboxylic acid cycle, ingon sa mahitabo sa mitochondria. Kini sirado kadena mga reaksiyon nga ingon sa usa ka resulta sa nga synthesize nad ug FAD * H * H2. Kini nga mga molekula nga gigamit ingon nga sa usa ka consumable sa uban pa