1 / 32

TERMINÁLIS OXIDÁCIÓ

TERMINÁLIS OXIDÁCIÓ. A koenzimek hidrogénatom jai + levegő oxigén je  VÍZ ATP keletkezése közben THUNBERG, WIELAND: az enzim anyagcsere folyamán a tápanyagból hidrogént von el molekuláris oxigénben égeti el

oria
Download Presentation

TERMINÁLIS OXIDÁCIÓ

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. TERMINÁLIS OXIDÁCIÓ

  2. A koenzimek hidrogénatomjai + levegő oxigénje  VÍZ ATP keletkezése közben • THUNBERG, WIELAND: az enzim anyagcsere folyamán a tápanyagból hidrogént von el molekuláris oxigénben égeti el • 1913. WARBURG : sejtlégzést a sejt „oldhatatlan szemcséjéhez”mitokondriumkapcsolta • SZENT-GYÖRGYI ALBERT: hidrogénelvonás és oxidáció közötti kapocs az elektronáramlás

  3. KLEILIN: azonosította a citokrómokat • MORTON: ubikinon felfedezése • ATP jelentőségének elismerése • LEHNINGER és GREEN (’40-es évek): terminális oxidáció a mitokondriumban játszódik le • TERMINÁLIS OXIDÁCIÓ 2 része: 1. hidrogéntranszport (oxidoreduktáz koenzimek között) 2. elektronáramlás ( citokrómokon keresztül)

  4. TÁPANYAGOK HIDROGÉNJEI I. NADH + H+, FADH2 DEHIDROGENÁZOK UBIKINON (Co-Q) ELEKTRONSZÁLLÍTÓK (CITOKRÓMOK) II. OXIDÁZOK 2H + ½ O2H2O + ENERGIA

  5. Enzimrendszer a mitokondrium belső memránjában • Az elektronok átadásának sorrendje szabályozott: • Szubsztráthidrogént flavinenzimek veszik át  DEHIDROGENÁZOK, koenzimekkel működnek (FP1-FP5 flavoprotein-enzimek) Szubszrátok hidrogénje (NADH, FADH2 szállítja oxigén dehidrogenázok elektronszállítók oxidázok

  6. Flavoprotein-enzimek: a) FP1 : NADH-dehidrogenáz (FMN koenzimmel működik) b) FP2: szukcinát-dehidrogenáz (citrátkör) c) FP3: acetil-CoA-dehidrogenáz (-oxidáció) d) FP4: glicerin-foszfát-dehidrogenáz e) FP5: dihidrolipoil-dehidrogenáz (piruvát oxidatív dekarboxileződése) f) FP6: dihidrolipoil-dehidrogenáz (-ketoglutarát oxidatív dekarboxileződése)

  7. Vas-kén fehérje

  8. Az enzimek a hidrogént „vas-kén” fehérjéknek adják át VAS-KÉN CENTRUM • Komplexeket alkotnak: I. komplex: NADH hidrogénjei az FP1 által a vastartalmú fehérjékre tevődnek II. komplex: szukcinát-dehidrogenáz és vas-kén fehérjék III. komplex: citokróm (b-c1), vas-kén fehérje IV. komplex: citokróm (a+a3), oxigén • Citokróm-a3 megköti az oxigénmolekulát,( 4 elektron oxidionná alakítja az oxigénatomot) • O2- + 2 H+ H2O

  9. Elektrontranszport-lánc

  10. II. és III. komplex között KOENZIM-Q v. UBIKINON • proton a közegbe kerül, az elektront a citokrómok szállítják tovább • Kettéválik a hidrogénáramlás

  11. Légzési lánc • I. Flavoproteinek (FP1)-flevoenzimek(FMN) • Fe-S (1-4) • Fe-S (5-6) • Cit-b ; (Fe-S)7 ; cit-c1 • Cit-a ; cit-a3

  12. Flavoproteinek beépülnek a membránba • Co-Q a lipid kettősréteg zsírsav oldalláncaiba kapaszkodik • cit-b, cit-a integráns fehérjék • cit-c periférikus fehérje

  13. OXIDATÍV FOSZFORILÁCIÓ • Terminális oxidáció célja: szubsztrát-hidrogének elégetésével energiaszolgáltatás • Az energia a párhuzamosan zajló oxidatív foszforiláció során raktározódik ATP-ben ADP + Pi ATP + H2O • P/O hányadost v. P/O arányt igazolták ~ 3 P/O = beépített szervetlen foszfátcsoportok száma fogyott oxigénatom száma

  14. A terminális oxidáció nettó egyenlete: NADH + H+ + ½ O2 NAD+ + H2O ΔG0 = -221 kJ Az oxidatív foszforilációban 3 ATP keletkezik: 3 ADP + 3 Pi 3 ATP + 3 H2O ΔG0 = + 92,5 kJ 41% konzerválódik ATP-ben

  15. ATP képződéséhez legalább 30,5 kJ energia szükséges ( ~ 0,16 V redoxpotenciál változás) • 3 helyen: ATP molekula képződése: 1.NADH [flavoprotein-ubikinon] folyamat során 2. citokróm-b  citokróm-c átmenet során 3. citokróm (a + a3)  ½ O2 átmenet során ENERGIAKONZERVÁLÓ HELYEK

  16. Az energiakapcsolás mechanizmusa • KONFORMÁCIÓS MODELL - nagy ADP koncentráció a mitokondrium belső mátrixát összezsugorítja  térfogata fele lesz KONDENZÁLT ÁLLAPOT - a nyugalmi (ortodox) állapothoz képest nő az ADP + Pi  ATP átalakulás - feltételezés: membránkonformáció változik a szabadentalpia csökkenés hatására  aktiválódnak  aktiválási energia kedvez a foszfátcsoport beépülésének

  17. b) KÉMIAI KAPCSOLÁS ELMÉLETE: - INTERMEDIEREK a terminális oxidáció és az oxidatív foszforiláció között „felfogják” a felszabadult energiát és „továbbítják” - a terminális oxidáció energiája az intermedierbe szervetlen foszfátot épít be, ami az ADP-nek továbbítódik red1 + ox2 red2 + ox1 INTERMEDIER-PiINTERMEDIER+ATP INTERMEDIER Pi

  18. c) KEMIOZMOTIKUS HIPOTÉZIS - az elektrontranszport-lánc működése során szabadentalpia –csökkenés energiája hidrogéntranszportot is végez protongrádiens a mitokondrium belső membránjának két oldala között energiája szolgál az ATP képződésére - H+ felvétele a membrán belső, leadása a külső oldalon - energiakonzerváló helyen 2 H+ jut át - grádiens megszűnése: a H+ ATP-áz segítségével visszajut a mit.belsejébe ADP foszforileződés ATP képződés

  19. Oxidatív foszforilációt befolyásoló anyagok • Minden vegyület, effektus befolyásol, mely megváltoztatja a membrán szerkezetét • ATP-szintetázról leválasztjuk a F1-fejecskét oxidatív foszforiláció leáll, légzési lánc folytatódik F1-fejecske nélkül ATP nem képződik kapcsolófaktor • SZÉTKAPCSOLÓSZEREK: terminális oxidációt és oxidatív foszforilációt választják el

  20. Szétkapcsolószerek • Zsíroldékony, aromás gyenge savak • Elektrontranszportot nem befolyásolja, de foszforiláció nem történik • Hatása: protonokat juttat át a mitokondrium membránján nem alakul ki a megfelelő grádiens az ATP képződéshez

  21. A terminális oxidációra ható vegyületek • elektrontranszportot gátlók: F-, CN-, CO, H2S • szétkapcsolószerek OH OH O NO2 NO2 NH C CH3 NO2 NO2 2,4-dinitro-fenol szalicil-anilid 2,4-dinitro-m-krezol

  22. Ionofórok • Hatása analóg a szétkapcsolószerekével • Kationnal speciális komplexet képeznek, mely áthatol a membránon • A légzési lánc ezeket a komplexeket transzportálja • Pl: antibiotikumok ( valinomicin, gramicidin)

  23. Mechanizmusuk eltérő • gramicidin csatornaképző • valinomicin hordozó • oligomicin ATP-szintetáz működését akadályozza elektrontranszport működik, ATP képződik

  24. MITOKONDRIÁLIS MEMBRÁNTRANSZPORT • glikolízis a citoplazmában, citrátkör a mitokondriumban, terminális oxidáció és oxidatív foszforiláció a mit.belső membránjában • A mitokondrium külső membránja majdnem szemipermeábilis, a belső csak kisebb molekulák számára átjárható • TRANSZLOKÁZOK oda-vissza szállítanak (ATP-transzlokáz) • Egyirányú szállítás KARNITIN

  25. Redoxingák • A redukált NAD+ koenzimnek aerob oxidációhoz a mitokondriumba kell jutnia • Speciális rendszer segítségével történik, mivel nem diffundál REDOXINGÁK

  26. CH2 - OH C = O CH2- O- P CH2 - OH C = O CH2- O- P CHO HO-C - H CH2- O- P GLICERIN-FOSZFÁT – DIHIDROXIACETON-FOSZFÁT INGA Dihidroxiaceton-foszfát Glicerinaldehid-3-P FADH2 NADH + H+ FAD NAD+ CH2 - OH H - C - OH CH2- O- P CH2 - OH H - C - OH CH2- O- P Glicerin-1-foszfát mitokondrium citoszol

  27. MALÁT-OXÁLACETÁT INGA

  28. MALÁT-IZOCITRÁT INGA CITOSZOL MITOKONDRIUM COO- CH - OH CH2-COO- MALÁT MALÁT CH2 – COO- CH – COO- OH – CH – COO- IZOCITRÁT IZOCITRÁT NADP+ CO2 NADP+ NAD+ NADPH+H+ CH2 – COO- CH2 O = C COO- Transz-hidrogenáz NADPH+H+ CO2 NADH+H+ - KETO GLUTARÁT - KETO GLUTARÁT GLUTAMÁT GLUTAMÁT

  29. GLIKOLÍZIS AEROB OXIDÁCIÓJÁNAK ENERGIAMÉRLEGE • anaerob glikolízis : 2 NADH 2 · 3 = 6 ATP 2 ATP 2 ATP • piruvát  acetil-CoA átalakulás: 2 NADH 2 · 3 = 6 ATP • citromsavciklus: 2 · 3 NADH 6· 3 =18 ATP 2 · 1 FADH22 · 2 = 4 ATP 2 · 1 GTP 2 · 1 = 2 ATP 38 ATP glicerin-foszfát inga 2 ATP veszteség - 2 ATP 1098 kJ 36 · 30,5 kJ 36 ATP

More Related