2020-01-14
135
В митохондриях за счет окислительной деградации питательных веществ синтезируется большая часть необходимых клетке АТФ. В митохондрии локализованы следующие метаболические процессы: превращение пирувата в ацетил-КоА, катализируемое пируватдегидрогеназным комплексом; цитратный цикл; дыхательная цепь, сопряженная с синтезом АТФ (сочетание этих процессов носит название окислительное фосфорилирование); расщепление жирных кислот путем β-окисления и частично цикл мочевины (рис.8). Митохондрии также поставляют клетке продукты промежуточного метаболизма и действуют на ряде с ЭР (эндоплазматическим ретикулюмом) как депо ионов Ca, 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 СО2 и Н2О, сопряженное с синтезом АТФ.
|
|
|
Рисунок 8: Метаболические функции митохондрии (схематическое изображение [55]).
Реакции цитратного цикла приводят к полному окислению углеродсодержащих соединений (СО2) и образованию восстановительных эквивалентов, главным образом в виде восстановленных коферментов. Большинство этих процессов протекает 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. Это высоко экзергоническая реакция является многоступенчатой и сопряжена с переносом протонов Н+ через внутреннюю мембрану из матрикса в межмембранное пространство. В результате на внутренней мембране создается электрохимический градиент. В митохондриях электрохимический градиент используется для синтеза АТФ из АДФ и неорганического фосфата при катализе АТФ-синтазы. Электрохимический градиент является также движущей силой ряда транспортных систем.
Дыхательная цепь
