Biologik oksidlanishning asosiy bosqichlari. Biologik oksidlanish

Succinate ® FADN 2
Temir-oltingugurt oqsili
NADH (H +) ® FMN ® temir-oltingugurt oqsili ® KoQ (ubiquinone) ® sitoxrom b ® temir-oltingugurt oqsili ® sitoxrom c 1 ® sitoxrom c ® sitoxrom a ® sitoxrom a 3 ® O 2
Komponentlarning nafas olish zanjirida joylashish tartibi ularning oksidlanish-qaytarilish potentsiali qiymatiga bog'liq. Har bir keyingi komponent yuqori oksidlanish qobiliyati bilan ajralib turadi.
III va IV komplekslarga xromoproteidlar guruhidagi murakkab oqsillar kiradi - sitoxromlar... Ularning protez guruhi gemga yaqin va tarkibida temir moddasi mavjud. Ammo, temir temirga ega bo'lgan gemoglobindan farqli o'laroq, sitoxromlar tarkibida temir mavjud bo'lib, u temir (kamaytirilgan) dan uch valentli (oksidlangan) holatga va aksincha o'zgarishi mumkin.
Oxirgi elektron akseptori O 2. Sxema bo'yicha kislorod suvga kamayadi:
2N + + 2 e + 1/2 O 2 ® N 2 O yoki 4 N + + 4 e + O 2 ® 2 N 2 O
Suv hosil bo'lishi uchun H + ionlari mitoxondriyal matritsadan olinadi.
Ga ko'ra kimyoviy P. Mitchell nazariyasi, elektronlarning o'tkazilishi va ATP sintezining konjugatsiyasi vodorod ionlarining elektrokimyoviy potentsiali gradyenti bilan ta'minlanadi (3-rasm) Dm H +, bu ikki komponentdan iborat - elektr potentsiallarining farqi (Dj) va vodorod ionlari kontsentratsiyasining farqi - D pH. Elektronlarning nafas olish zanjiri bo'ylab uzatilishi protonlarni matritsadan ichki mitoxondriyal membrananing sitoplazmatik tomoniga chiqarilishiga olib keladi, bu erda vodorod ionlarining kontsentratsiyasi oshadi. Natijada DpH hosil bo'ladi (matritsada alkalizatsiya va ichki mitoxondriyal membrananing tashqi tomonidan kislotalash) va Dj (elektr potentsiallarining farqi, bundan tashqari ichki membrananing matritsaga qaragan qismi manfiy zaryadga ega bo'ladi va membranalararo bo'shliqqa qarama-qarshi bo'ladi - musbat ). Proton gradienti ATP sintezi uchun ishlatiladi, bu protonlarning mitoxondriyal matritsaga qaytishi paytida ferment kompleksi ATP sintaz yordamida amalga oshiriladi.
Protonlarning ajralishi NADH (H +) dan O 2 gacha bo'lgan nafas olish zanjiri bo'ylab elektron oqimining 3 nuqtasida - I, III va IV komplekslarida sodir bo'ladi; 1-element NADH (H +) - KoQ - oksidoreduktaza kompleksi; 2-modda - KoQ - sitoxrom c - oksidoreduktaza kompleksi; 3-chi - sitoxrom oksidaza kompleksi. Ushbu nuqtalarning har birida NADH (H +) dan O 2 ga bir juft elektronni o'tkazishda hosil bo'lgan proton gradyani bitta ATP molekulasini (ADP + H 3 PO 4 ® ATP) sintez qilish uchun ishlatiladi. Bitta NADH (H +) molekulasining oksidlanishi 3 ATP beradi, FADH 2 - 2 ATP oksidlanishi (süksinat-CoQ-oksidoreduktaza kompleksining ishlashi paytida ajralib chiqadigan energiya ATP sintezi uchun etarli emas, ya'ni bu erda energiya o'zgarishi sodir bo'lmaydi).
Shunday qilib, oksidlovchi fosforillanish bu NADH (H +) va FADH 2 koenzimlaridan molekulyar kislorodga, ATP sintezi bilan qo'shilib, elektronlarni o'tkazish jarayonidir. Oksidlovchi fosforillanish ko'pincha P: O nisbati bilan tavsiflanadi (iste'mol qilingan kislorod atomiga ATPni sintez qilish uchun ishlatiladigan noorganik fosfat mollari soni).
Oksidlanishli fosforillanish darajasi, avvalambor, ADP tarkibiga bog'liq: ATP organizmning ehtiyojlari uchun qancha tez iste'mol qilinsa, ADP shuncha ko'p to'planadi va energiyaga bo'lgan ehtiyoj shunchalik katta bo'ladi va shu sababli ATP sintezi uchun. ATP to'planishi, tabiiy ravishda, ADP tarkibining pasayishi bilan birga keladi va ATP hosil bo'lish darajasi ham pasayadi. ATPga bo'lgan cheklangan talab bilan substratlarning oksidlanishli parchalanish darajasi ham pasayadi. ATP tarkibida oksidlovchi fosforillanish tezligini regulyatsiyasi deyiladi nafas olishni boshqarish.
· FOSFORLASHTIRISH