Tartalom
- 1 Légzési lánc általában
- 2 A légzési lánc alkotóelemei [2]
- 3 A légzési lánc elve
- 4 A reakciók és a hozam áttekintése [3]
- 5 Fehérjék leválasztása [5]
- 6 Hivatkozások
- 6.1 Külső linkek
- 6.2 Kapcsolódó cikkek
- 6.3 Hivatkozások
- 6.4 Hivatkozások
A légzési lánc a celluláris légzési reakciók terminális szekvenciája, amelyek célja az ATP termelésének biztosítása. Speciális komplexeken keresztül redukált koenzimeket, elektron- és protontranszfert használ. A lánc terméke energia, hő és víz.
A légzési lánc általában forrás szerkesztése]
A lánc lokalizációja a mitokondrium belső membránján található, hogy biztosítsa a redukált koenzimek ellátását a citrátciklusból és a β-oxidációból. A tárolt energia fokozatos felszabadulásával nyilvánul meg aerob foszforilezés 70% körüli hatékonyságú ATP-ben.
A sejtes légzés intenzitása a mitokondriumban lévő kristályok számától függ. Az energiaigényes sejtekben (pl. Szívizom) nagyszámú mitokondrium található, nagyszámú kristállyal. Ez nagyobb oxigénellátást tesz lehetővé, amely a lánc utolsó fázisában hidrogénnel kombinálva vizet képez.
A mitokondrium belső membránja nagyon szelektív a permeabilitás szempontjából - ez lehetővé teszi annak kialakulását koncentrációs gradiensek, ami elengedhetetlen a hidrogén-kationok H + gradiensének fenntartásához. Az elektrontranszporterek a láncban nem véletlenszerűen vannak elrendezve, hanem a redoxpotenciál értékei szerint a leg negatívabbtól a legpozitívabbig. [1]
Légzési lánc alkotóelemei [2] [szerkesztés] forrás szerkesztése]
Ezek olyan anyagok, amelyek általában képesek elektronok és protonok átadására. Közéjük soroljuk:
- Piridin-koenzimNADH + H + - a légzési lánc elektronjainak fő donora
- Flavin koenzim FADH2 - másodlagos elektrondonor a légzési láncban
- Q koenzim (ubikinon) - a hidrokinon szabadon mozgó (hidrofób) származéka, feladata elektronok és protonok megkötése, és ezáltal ubiquinol
- FeS fehérje - fehérje elektrontranszportközponttal
- Citokrómok - vastartalmú színezékek, amelyek képesek elektronok átadására
- Citokróm-oxidáz - az utolsó citokróm-komplex képes elektronokat átvinni oxigénbe, és így hidrogénnel reagálva vizet képez
Ezen fontos összetevők mellett vannak olyan fehérjék is, amelyek néven ismertek transzmembrán komplexek:
- komplex I - NADH-ubikinon-reduktáz (NADH-dehidrogenáz - bemenet NADH + H +)
- komplex II - szukcinátos ubikinon-reduktáz (FADH2 bemenet)
- komplex III - ubikinol-citokróm c-reduktáz
- komplex IV - citokróm c-oxidáz
- (komplex V.) - néha erre hivatkoznak F0F1-ATP szintáz
A légzési lánc elve forrás szerkesztése]
Maga az elv figyelembe veszi kemioszmotikus hipotézis, mivel még nem tisztázták részletesen.
A flavin- és piridin-koenzimek elektronjai transzporterrendszeren keresztül kerülnek átvitelre, ezáltal energiát biztosítva a képződéshez elektrokémiai protongradiens. Segítségével jön létre komplexek, amelyek a mitokondriális mátrixból hidrogénkationokat pumpálnak az intermembrán térbe. ATP-szintáz normál körülmények között képezi az egyetlen lehetséges utat, ahol a protonok visszatérhetnek a mátrixba. A nagy gradiens miatt a felszabaduló protonok energiáját felhasználják a szintézishez ATP az ADP + Pi-től.
A reakciók és a hozam áttekintése [3] [szerkesztés] forrás szerkesztése]
- komplex I képezi a piridin-koenzim bemenetét NADH + H + a rendszerbe, két elektront és két protont vesz ki a koenzimből. Ezek az elektronok átkerülnek a Q koenzimbe. Az elektronátviteli energia elegendő ahhoz, hogy a 4H + -ot az intermembrán térbe pumpálja (2 proton a NADH-ból + H + koenzimek + két gyakran jelenlévő proton).
- komplex II létrehozza a flavin koenzim bejegyzését FADH2 a rendszerbe. Elektronjainak a III komplexbe történő átvitele azonban megkerüli a protonok pumpálását az I komplexből.
- Q koenzim 2 elektronot ad le komplex III (cyt c-reduktáz) - még két protont pumpálnak a membránok közötti térbe
- komplex IV (cyt-c-oxidáz) két elektront kap a III komplexből, és ezeket az elektronokat átviszi a oxigén. Azonnal reagál szabad protonokkal a képződésre víz. Ugyanakkor felszabadul az energia a 4H + átjutására az intermembrán térbe.
A légzési lánc eredménye: [4]
- redukált ekvivalensek (NADH + H + és FADH2) reoxidációja
- vízképződés
- 10H + transzferje a membránok közötti térbe NADH + H alkalmazása esetén +
- 6H + átadás FADH2 használata esetén
Az utolsó lépés az aerob foszforilezés, ahol az F0F 1 - ATPáz protonokat szabadít fel a mitokondriális mátrixba, hogy ATP-t képezzen. Az egyes 4 proton alkot 1 ATP-t.
- 1xNADH + H + = 2,5 ATP
- 1xFADH2 = 1,5 ATP
Fehérjék leválasztása [5] [szerkesztés] forrás szerkesztése]
A fehérjék leválasztása - a belső mitokondriális membránban lévő fehérjék, amelyek lehetővé teszik a protonok átjutását az intermembrán térből a mátrixba ATP képződés nélkül, csak a képződéssel hő. Leggyakrabban röviddel a születés után találhatók meg a barna zsírszövetben. A parancsikon például termogenin vagy korábban használt mérgező 2,4-dinitrofenol.