cadeia respiratória: enzimas funcionais

Todas as reações bioquímicas nas células de qualquer organismo ocorrer com o gasto de energia. cadeia respiratória – a estruturas específicas de sequências que estão localizados na membrana interna de mitocôndrias e servem para a formação de ATP. A adenosina é uma fonte versátil de energia e pode acumular os 80 a 120 kJ.

Respiratory cadeia de elétrons – o que é?

Elétrons e prótons desempenhar um papel importante na educação de energia. Eles criar uma diferença de tensão em lados opostos da membrana da mitocôndria que gera um movimento dirigido das partículas – corrente. cadeia respiratória (isto ETC, cadeia de transporte de electrões) é um mediador na transferência de partículas carregadas positivamente no espaço intermembranar e partículas carregadas negativamente na espessura da membrana interna das mitocôndrias.

O principal papel na formação de energia pertence ao ATP-sintase. Este conjunto complexo de energia altera a direção do movimento de prótons nos laços energia bioquímica. By the way, é quase idêntico ao complexo situa-se nos cloroplastos das plantas.

E complexos das enzimas da cadeia respiratória

de transferência de electrões é acompanhada por reacções bioquímicas na presença do sistema de enzima. Estas substâncias biologicamente activas, muitos dos quais cópias formar grandes estruturas complexas, servir como intermediários na transferência de electrões.

Complexos da cadeia respiratória – são componentes centrais do transporte de partículas carregadas. Total na membrana mitocondrial interna 4 são de tal formação, bem como ATP-sintase. Todas estas estruturas partilham um objectivo comum – embrulho ETC transferência de electrões de protões de hidrogénio no espaço intermembranar e, como consequência, a síntese de ATP.

O complexo é um conjunto de moléculas de proteína, entre os quais há enzimas, proteínas estruturais e de sinalização. Cada um dos 4 complexos de cumprir a sua apenas a sua característica, função. Vamos ver quais tarefas no ETC apresentar essas estruturas.

complexo I

A transferência de electrões no interior do papel principal da membrana mitocondrial é desempenhado pela cadeia respiratória. reacção de eliminação de protões de hidrogénio e os electrões que os acompanham – uma das principais reacções ETC. Um primeiro conjunto de cadeia de transporte assume molécula de NAD * H + (em animais) ou NADP * H + (plantas), seguido por clivagem dos quatro protões de hidrogénio. Na verdade, devido a esta reacção bioquímica complexo I também é chamado de NADH – desidrogenase (enzima chamada central).

As proteínas ferro-enxofre complexos desidrogenase de composição incluem 3 tipos, e o mononucleótido flavina (FMN).

complexo II

A operação deste complexo não envolvem a transferência de protões de hidrogénio no espaço intermembranar. A função principal desta estrutura é o de fornecer electrões adicionais para a cadeia de transporte de electrões por meio de oxidação de succinato. Central complexo enzima – oxidorredutase succinato-ubiquinona, que catalisa a clivagem de electrões a partir de ácido succínico e de transferência para a ubiquinona é lipofílico.

Fornecedor de protões de hidrogénio e electrões para o segundo complexo é também FAD * H _2. No entanto, a eficiência de flavina adenina dinucleótido menos do que os seus análogos – NAD ou NADP * H * H.

A composição II consiste em três tipos de proteínas ferro-enxofre complexos e succinato enzima oxidoredutase central.

complexo III

O próximo componente da conta, ETC consiste de citocromo b ₅₅₆ b _{560 e} c _1, bem como o risco de proteína ferro-enxofre. O emprego do terceiro conjunto está associada com a transferência de dois protões de hidrogénio no espaço intermembranar, e os electrões a partir da ubiquinona lipofílica para o citocromo C.

recurso risco de proteína é que ele se dissolve na gordura. Outras proteínas deste grupo que se encontrava nos complexos da cadeia respiratória, solúvel em água. Esta característica afecta a posição das moléculas de proteína na espessura da membrana mitocondrial interna.

O terceiro conjunto de funções como ubiquinona-citocromo c oxidorredutase.

IV complexo

Ele complexo citocromo-oxidante que é o destino final na ETC. Sua função é a transferência de elétrons do citocromo c para os átomos de oxigênio. Subsequentemente átomos de O carregados negativamente irão reagir com os protões de hidrogénio para formar água. A principal enzima – citocromo c oxidorredutase oxigénio.

A estrutura do complexo quarto inclui citocromo um, um _3, e dois átomos de cobre. O papel central na transferência de elétrons ao oxigênio foi citocromo a _3. A interacção destas estruturas é suprimida cianeto de azoto e monóxido de carbono, num sentido global, que leva à cessação da síntese de ATP e destruição.

ubiquinone

Ubiquinona – uma substância similar à vitamina, um composto lipófilo, o qual move-se livremente na espessura da membrana. cadeia respiratória mitocondrial não pode fazer sem esta estrutura, isto é,. k. É responsável pelo transporte de electrões a partir dos complexos I e II do complexo III.

A ubiquinona é um derivado de benzoquinona. Esta estrutura pode ser referida na carta Esquemas Q ou LN abreviado (ubiquinona lipofílico). A oxidação da molécula conduz à formação de semiquinona – um oxidante forte, a qual é potencialmente perigosa para a célula.

ATP sintase

O principal papel na formação de energia pertence ao ATP-sintase. Esta estrutura utiliza movimento energia dirigida gribopodobnaya de partículas (protões) para convertê-la em energia química.

O processo básico que ocorre em todo o ETC – é a oxidação. A cadeia respiratória é responsável pelo transporte de electrões na membrana mitocondrial mais espessa e a sua acumulação na matriz. Simultaneamente, os complexos de I, III e IV é bombeado protões de hidrogénio no espaço intermembranar. diferença de carga sobre os lados da membrana leva ao movimento direccional de protões através da ATP sintase. Como H + introduzir a matriz, os electrões são satisfeitas (que está associado com o oxigénio) para formar uma substância neutra para a célula – água.

ATP sintase F0 consiste e subunidades de F1 que em conjunto formam a molécula router. F1 é composto por três três subunidades alfa e beta, que em conjunto formam um canal. Este canal tem exactamente o mesmo diâmetro, o qual tem um protões de hidrogénio. Com a passagem de partículas com carga positiva através da cabeça da ATP sintase F ₀ moléculas é torcido em 360 graus em torno do seu eixo. Durante este tempo, a AMP ou ADP (difosfato e adenozinmono-) estão ligados resíduo fosfato com ligações de alta energia, que circundam a grande quantidade de energia.

ATP sintase são encontradas no corpo, não apenas nas mitocôndrias. Nas plantas, estes complexos também estão localizados sobre a membrana dos vacúolos (tonoplast), bem como os cloroplastos tilacóides.

Também em animais e células de plantas são ATPases presente. Eles têm uma estrutura semelhante à da ATP sintase, mas a sua acção é dirigida para a eliminação de resíduos de fosfato para o dispêndio de energia.

O significado biológico da cadeia respiratória

Em primeiro lugar, as reacções ETC. produto final é a assim chamada água metabólica (300-400 mL por dia). Em segundo lugar, a síntese de ATP e de armazenamento de energia nas ligações bioquímicas da molécula. No dia 40-60 kg adenosina é sintetizado, e a mesma é usada em células de reacções enzimáticas. A vida de uma molécula de ATP é de 1 minuto, de modo que a cadeia respiratória deve operar sem problemas, com precisão e sem erros. Caso contrário, a célula vai morrer.

As mitocôndrias são considerados centrais de qualquer célula. Seu número depende da energia que são necessárias para determinadas funções. Por exemplo, os neurónios podem ser contadas até 1000 mitocôndrias que frequentemente formam um agrupamento no sináptica assim chamada placa.

As diferenças entre a cadeia respiratória em plantas e animais

Nas plantas, um "usinas de energia" adicionais da célula é um cloroplasto. Na membrana interna destes organelos também são encontrados ATP sintase, e esta é uma vantagem sobre as células animais.

Além disso as plantas podem sobreviver em altas concentrações de monóxido de carbono, de azoto e de cianeto devido à maneira cianeto resistente no ETC. cadeia respiratória termina, assim, a ubiquinona, a partir da qual os electrões são transferidos directamente para os átomos de oxigénio. Como resultado, menos ATP é sintetizado, no entanto, a planta pode sobreviver a condições adversas. Animais em tais casos, a exposição prolongada a morrer.

Podemos comparar a eficiência de NAD, FAD e cianeto de caminho-resistente através da formação indicador de ATP, quando a transferência de um electrão.

• com NAD ou NADP formado por 3 moléculas de ATP;
• FAD é formado com duas moléculas de ATP;
• de cianeto forma uma molécula de ATP caminho sustentável.

significado evolutivo da ETC

Para todos os organismos eucarióticos, uma importante fonte de energia é a cadeia respiratória. bioquímica da síntese de ATP na célula divide-se em dois tipos, de fosforilação de substrato e fosforilação oxidativa. ETC é usado na síntese do segundo tipo de energia, ou seja. E. Devido a reacções redox.

Nos organismos procariotas ATP formado apenas na fosforilação do substrato em fase de glicólise. açúcares de seis carbonos (de um modo preferido glucose) envolvido no ciclo de reacção, e a célula de saída recebe duas moléculas de ATP. Este tipo de energia é considerada como sendo a síntese mais primitivo, isto é. K. eucariotas durante a fosforilação oxidativa formado 36 moléculas de ATP.

No entanto, isso não significa que as plantas e os animais de hoje perderam a capacidade de substrato de fosforilação. Apenas este tipo de síntese de ATP foi a única das três fases de produção de energia na célula.

Glicólise em eucariotos tem lugar no citoplasma da célula. Há todas as enzimas necessárias que podem clivar glicose a duas moléculas de ácido pirúvico para formar 2 moléculas de ATP. Todas as etapas subseqüentes ocorrem na matriz mitocondrial. ciclo de Krebs ou o ciclo de ácido tricarboxílico, como ocorre nas mitocôndrias. Esta fechada reacções em cadeia como um resultado do qual sintetizar NAD e FAD * H * H2. Estas moléculas irá ser usado como um consumel em ETC.