Организация дыхательной цепи. Переносчики в дыхательной цепи (ЦПЭ)

Организация дыхательной цепи

По современным представлениям внутренняя мембрана митохондрий содержит 5 мультиферментных комплексов, включающих множество дыхательных ферментов. Последовательность их расположения – дыхательная цепь.

Компоненты комплексов расположены в порядке возрастания их окислительно-восстановительных потенциалов (редокс-потенциалов). Его величина связана с изменением свободной энергии. Её выражают в вольтах.

Принцип работы дыхательной цепи

1.Образующиеся в реакциях катаболизма НАДН и ФАДН2 передают протоны водорода Н+ и электроны (ē) на ферменты дыхательной цепи.

2. ē движутся по ферментам дыхательной цепи и теряют энергию.

3. Эта энергия используется на выкачивание протонов Н+ из матрикса в межмембранное пространство.

4. В конце дыхательной цепи ē попадают на О2 и восстанавливают его до Н2О.

5. Протоны Н+ стремятся обратно в матрикс и проходят через АТФ-синтазу (V комплекс).

6. При этом Н+ теряют энергию, которая используется для синтеза АТФ.

Переносчики в дыхательной цепи

I комплекс – НАДН-дегидрогеназа

В комплекс входят две группы: ФМН и FeS (железо-серные белки).

На ФМН комплекса протоны Н+ и 2ē от субстратов передают НАД-зависимые дегидрогеназы, находящиеся в матриксе, с образованием ФМНН2. ФМНН2 ē и протоны транспортируют на FeS, затем на кофермент Q (убихинон). Одновременно с комплекса протоны Н+ переносятся в межмембранное пространство (ММП).

II комплекс - ФАД- зависимые дегидрогеназы.

Состоит из ФАД и FeS. На ФАД ē и протоны отщепляются от субстратов окисления ФАД. ФАД восстанавливается в ФАДН2. С ФАДН2 они передаются на FeS, с FeS – на убихинон.

Убихинон – или кофермент Q. Это небелковый переносчик. Структура КоQ сходна с витаминами К, Е.

Молекулы Q в организме человека содержат 10 изопреноидных звеньев и обозначаются - Q10.

Убихинон является коллектором всех ē, поступающих в митохондрии от разных субстратов и передает их на III комплекс.