الجهاز التنفسي وسلسلة الأكسدة phosphorylating

0
7719

I. مقدمة :

كمية ATP أن إنسان يحتاج إلى العيش مثير للإعجاب. رجل المستقرة 70 كغ يتطلب حوالي 2000 سعرة حرارية لليوم النشاط. لتوفير كما الكثير من الطاقة, يجب 83 كغ دي ATP. لكن, إنسان يحتوي فقط حول 250 ز دي ATP. التفاوت بين كمية و[رسقوو]؛ ATP لدينا والمبلغ الذي ننفق ما يفسره إعادة تدوير و[رسقوو]؛ ADP إلى ATP. يتم إعادة ATP تقريبا، كل جزيء و[رسقوو] 300 مرات في اليوم. ويتم ذلك أساسا عن طريق إعادة التدوير الفسفرة التأكسدية.

L & [رسقوو]؛ الطاقة المخزنة في الدهون, يجب تحويل الكربوهيدرات والبروتينات في شكل قابل للاستعمال فورا. ردود الفعل D & [رسقوو]؛ الأكسدة هدم (glycolyse, (3 الدهنية أكسدة الأحماض, الأمينية هدم حمض, دورة و[رسقوو]؛ حامض الستريك) إزالة ركائز الذرات و[رسقوو]؛ الهيدروجين (البروتونات + الإلكترونات) التي تدعمها أنزيم NAD و FAD.

– D & [رسقوو]؛ جزء, إعادة أكسدة للأنزيم ضروري لو[رسقوو]؛ صيانة هدم الأكسدة.

D & رسقوو]، وغير ذلك, يستخدم القوة الحد من هذه الإنزيمات المساعدة في تركيب و[رسقوو]؛ ATP.

العملية التي الأزواج إعادة أكسدة من NADH, ويسمى ADP الأكسدة phosphorylating، H + وFADH2 لتركيب و[رسقوو]؛ ATP الفسفرة و[رسقوو]

NB : يمكن للمرء أيضا أن أقول الفسفرة التأكسدية, ولكن هذا التعيين لا يزال غير مؤهل لأنهم الأكسدة سبق الفسفرة.

عرض II / العام للالسلسلة التنفسية الميتوكوندريا :

في السلسلة التنفسية, ويدعم الإلكترونات من ردود الفعل داخل الخلايا المختلفة. يسافرون نتيجة لو[رسقوو]؛ خطوات الأكسدة نحو و[رسقوو]؛ الأكسجين للحد أخيرا المياه. C & [رسقوو]؛ هو أن خطوة و[رسقوو]؛ حرة الطاقة اللازمة لتركيب و[رسقوو]؛ يتم توفير ATP من قبل و[رسقوو]؛ أكسدة NADH, H + وFADH2. يتم نقل حكمه خفض الأكسدة الأكسدة زوجين عزم الدوران في اتجاه الانحدار إمكانية الأكسدة من سلبي إلى إيجابي أكثر, يصل و[رسقوو]؛ إلى & [رسقوو]؛ الأكسجين الجزيئي. هؤلاء الأزواج الأكسدة أو نقل هيدريد أيون(NAD), أو ذرتين و[رسقوو]؛ الهيدروجين (موضة عابرة, أنزيم Q), أو إلكترون (سيتوكروم). L & [رسقوو]؛ كل هذه الإنزيمات المساعدة د و [رسقوو]؛ إنزيمات الأكسدة والتي هي مجموعة الاصطناعية هي السلسلة التنفسية.

خلال رحلتهم, الالكترونات التخلي عن الطاقة لخلق تدرج البروتونات عبر الغشاء الداخلي للالحبيبات الخيطية. هذا التدرج يسمح للإنتاج و[رسقوو]؛ ATP من و[رسقوو]؛ ADP والفوسفات غير العضوية.

يتم ترجمة السلسلة التنفسية في الغشاء الداخلي الميتوكوندريا حيث الناقلين و[رسقوو تقع؛ é.

وتنتج و[رسقوو]؛ ATP وو[رسقوو]؛ الماء في عملية يقترن يتكون من اثنين من مجموعات فرعية المتميزة التي لها وظيفة محددة :

  • سلسلة و؛ [س] الأكسدة المنتج و[رسقوو]؛ H20 من قبل النقل إلى’02 هيدروجين (H + والبريد) انخفاض أنزيم : ج & [رسقوو]؛ هي التنفس الخلوي
  • ويتم ADP إلى ATP من خلال و[رسقوو]؛؛ الفسفرة و[رسقوو تدريجيا الطاقة التي تنتجها سلسلة و[رسقوو]؛ الأكسدة

L & [رسقوو]؛ الجمع بين هذين النوعين من رد فعل ج و [رسقوو]؛ هو و [رسقوو]؛ الفسفرة التأكسدية.

1/ المنشأ وH2 02 اللازمة لسلسلة :

  • H2 يأتي من انخفاض أنزيم : NADH, H + وFADH2. خفضت كل من أنزيم هي ركائز من السلسلة التنفسية الميتوكوندريا
  • 02 يتم إحضارها الجزيئية أنسجة الجهاز التنفسي, التداول والتوزيع في الأنسجة.

2/ موقع انخفاض أنزيم :

  • FADH2 : الميتوكوندريا
  • NADH, H + :

– الميتوكوندريا : مباشرة في سلسلة
– العصارة الخلوية : الحاجة إلى "المكوك" للدخول في الميتوكوندريا لالنيوكليوتيدات لا يعبر غشاء الميتوكوندريا.

3/ عناصر سلسلة د و [رسقوو]؛ الأكسدة الميتوكوندريا :

تضم الفسفرة التأكسدية قسمين : خلال المرحلة الأولى, الإلكترونات (فمن) تنتقل ر من NADH وFADH2 ل’02 ; ويقترن الإلكترونات إلى النبات من البروتونات، وهذا النقل من و[رسقوو] (H +) من المصفوفة إلى و[رسقوو]؛ الفضاء intermembrane. وخلال المرحلة الثانية, ل و [رسقوو]؛ الطاقة المخزنة لذلك

وسيط, تشكيل لو[رسقوو]؛ التدرج بروتون عبر غشاء الميتوكوندريا الداخلية, وتعبئتها من قبل تيار عكسي من H + إلى مصفوفة للسماح للتوليف و[رسقوو]؛ ATP.

السلسلة التنفسية محلية في الداخلية ويتألف غشاء الميتوكوندريا :

  • أربع ناقلات و [رسقوو]؛ دعا é الأخضر معقدة (أنا, II, III, IV) التي يتم إصلاحها, تتكون من البروتينات جزءا لا يتجزأ من الغشاء الداخلي (II معقدة على وجه مصفوفة) والجماعات التعويضية المتعلقة D & [رسقوو]؛ الأكسدة : موضة عابرة, FMN, مركز البروتين والحديد الكبريت والسيتوكروم.
  • اثنين من شركات الاتصالات المتنقلة و[رسقوو]؛ الإلكترونات (يوبيكوينون آخرون السيتوكروم C) التي تضمن استمرارية السلسلة من خلال ربط العناصر الثابتة.

نقل و[رسقوو]؛ é وأنا معقدة لIV مجمع غير متسلسل :

ل-جامعة كوينزلاند – III – CYT – IV

البيض ليرة لبنانية-جامعة كوينزلاند – III-CYT-IV

III / الأخضر أربع ناقلات المجمعات :

1/ المركب I : NADH – أنزيم Q مخزلدة

  • يحفز نقل و[رسقوو]؛ الهيدروجين NADH, H + إلى و[رسقوو]؛ يوبيكوينون يحتوي FMN والعديد من البروتينات في مركز الحديد والكبريت

أنه يتلقى خفض حكمه من NADH, H + :

– D & [رسقوو]؛ أصل الميتوكوندريا : P أكسدة الأحماض الدهنية, تحويل البيروفات إلى أسيتيل التميم ودورة و[رسقوو]؛ حامض الستريك.

– D & [رسقوو]؛ أصل عصاري خلوي : glycolyse

  • L & [رسقوو]؛ دخول NADH, H + في سلسلة غير على مستوى I معقدة
  • الركيزة من I المجمع NADH, H +(E = ° – 0,32 V) وو[رسقوو]؛ H + متقبل وE هو الإنزيم Q (يوبيكوينون) (E = ° 0,06 V)
  • ل &؛ [س] الهدف من أنا المجمع هو إعادة أكسدة-NADH, H + إلى NAD + ونقل 2H + 2T على الإنزيم Q خلال FMN والبروتينات في مركز الحديد والكبريت.

NADH, H + + جامعة كوينزلاند (يوبيكوينون) —–► NAD + UQH2 (يوبيكوينول)

  • L & [رسقوو]؛ يوبيكوينول المتكون هو كثيري التنقل في الغشاء ويهاجر III مجمع
  • وأنا المجمع موقع ضخ H + : في الواقع هذا التفاعل و[رسقوو]؛ الأكسدة هو مطلق للطاقة والنشرات يكفي و[رسقوو]؛ طاقة الذي يستخدم من قبل و[رسقوو]؛ الإنزيم إلى البروتونات تهجير من المصفوفة إلى و[رسقوو]؛ الفضاء بين غشاء ; ج & [رسقوو]؛ هي قفزة د و [رسقوو]؛ ما يكفي من الطاقة.

2/II معقدة : أوو السكسينات-الإنزيم Q مخزلدة تجميع :

  • سكسينات نازعة, وFAD أنزيم, الإنزيم الذي يحفز 6عشر رد فعل دورة و[رسقوو]؛ حامض الستريك.
  • عدة بروتينات في مركز الحديد والكبريت.

يوفر هذا المجمع وجود صلة مباشرة بين دورة وسلسلة. أنه يتلقى خفض حكمه من FADH2 التي تنتجها دائرة و[رسقوو]؛ حمض الستريك وأنزيم Q يمر عبر مركز البروتين والحديد الكبريت :

FADH2 + الجمبري —–► FAD + CoQH2

يتم تقليل أنزيم Q من قبل I معقدة, وII معقدة وأيضا FADH2 من ع- أكسدة الأحماض الدهنية والمكوك FADFI2 من الجلسرين 3-الفوسفات التي دعمت NADH الحد من حكمه, H + د و [رسقوو]؛ أصل حال السكر.

وهكذا فإن أنزيم Q تمرير كل ما يعادلها من الحد من الأكسدة هدم.

  • يحتوي على البروتين والحديد الكبريت وب السيتوكروم
  • L & [رسقوو]؛ دخول FADH2 في السلسلة في مجمع II
  • ركائز II مجمع : FADFI2 آخرون السكسينات ; ل و [رسقوو]؛ متقبل + H + é هو الإنزيم Q
  • أهداف II مجمع :
  • أكسيد فومرت إلى السكسينات من قبل FAD نازعة سكسينات (مجمع إنزيم II ودورة كريبس). رد الفعل على E ° = 0,03 V
  • Reoxidized وFADFI2 المتعلقة FAD نازعة سكسينات
  • نقل 2 إد و 2 H + سور جامعة كوينزلاند ——►UQH2
  • UQ.H2 يهاجر مجمع III
  • في هذا II معقدة ل & [رسقوو]؛ الطاقة المنطلقة من هذا التفاعل ن و [رسقوو]؛ غير كاف لذلك و [رسقوو]؛ هناك مضخة البروتون.

اثنين من الانزيمات وغيرها من ADF هي المتغيرات من II معقدة ; يتعلق الأمر :

  • الجلسرين-3-P نازعة : الجانب الفضاء بين الغشاء
  • L & [رسقوو]؛ نازعة أسيل جنة الزراعة (β oxydation قصر AG) : الجانب يموت

3/ III معقدة أوو أنزيم QH2 – السيتوكروم ج مخزلدة تجميع :

  • 2 سيتوكروم ب
  • مركز الحديد والكبريت في البروتين
  • والسيتوكروم البنود

ويستقبل الحد من حكمه أنزيم Q H2 ويمر عبر السيتوكروم ج السيتوكروم البروتين والحديد والكبريت المركز :

يجسد هذا المنتجع الإلكترونات (ولكن البروتونات) من و[رسقوو]؛ يوبيكوينول وينقل على اثنين من جزيئات السيتوكروم ج. يحتوي مؤكسدة مختزلة السيتوكروم ج نوعين من السيتوكروم : ب وكذلك البنود و[رسقوو]؛ بروتين الحديد الكبريت

UQH2 + 2 CYT. C (Fe+++) ————–►UQ + 2 CYT. C(Fe++) + 2H +

  • السيتوكروم C هو بروتين صغير المحمول, القابلة للذوبان التي تعمل كناقل للو[رسقوو]؛ الإلكترونات بين المجمعات الثالث والرابع ; بسبب الذوبان جيدة في و[رسقوو]؛ المياه, كان على الجانب الخارجي من الغشاء الداخلي حيث يأخذ رد فعل مكان.

هذا التفاعل و[رسقوو]؛ الأكسدة هو مطلق للطاقة والنشرات يكفي و[رسقوو]؛ الطاقة المستخدمة من قبل و[رسقوو]؛ الإنزيم إلى البروتونات تهجير من المصفوفة إلى و[رسقوو]؛ الفضاء بين الغشاء (القفز د و [رسقوو]؛ ما يكفي من الطاقة).

4/ IV معقدة أو السيتوكروم ج أوكسيديز تجميع :

  • لو السيتوكروم ل
  • لو السيتوكروم A3
  • واثنين من أيونات النحاس

ويستقبل الحد من حكمه من السيتوكروم ج ويمر و[رسقوو]؛ الأكسجين الجزيئي, من خلال سيتوكروم لو A3 :

2cyt.c (Fe++) + >4 02 + 2H + ► 2 CYT. C (Fe+++) + H20

L & [رسقوو]؛ يمكن اعتبار الأكسجين الجزيئي ل"بن" حيث يتم تجاهل الإلكترونات مرة واحدة أفرغت من و[رسقوو]؛ الطاقة.

السيتوكروم C أوكسيديز هو إنزيم الأخير من السلسلة التنفسية الميتوكوندريا. أنه يحتوي على نواتين تسمى الهيم وو A3, كل من و[رسقوو]؛ تعرضهم المرتبطة ذرة النحاس. الإلكترونات التي هي الركيزة و[رسقوو]؛ يتم توفير انزيم السيتوكروم C من و[رسقوو]؛ الفضاء بين الغشاء ومن ثم نقلها بواسطة & [رسقوو]؛ انزيم نحو و[رسقوو]؛ التنفس الأكسجين الذي بث السفن لمصفوفة الميتوكوندريا.

هذا التفاعل و[رسقوو]؛ الأكسدة هو مطلق للطاقة والنشرات يكفي و[رسقوو]؛ طاقة الذي يستخدم من قبل و[رسقوو]؛ الإنزيم إلى البروتونات تهجير من المصفوفة إلى و[رسقوو]؛ الفضاء بين الغشاء. ويقترن هذا مضخة البروتون إلى رد فعل و[رسقوو]؛ الأكسدة.

التوازن IV / الطاقة من السلسلة التنفسية الميتوكوندريا :

NADH + H + + ½ 02 ———-► H20 + NAD + ΔG ° =- 220 KJ / مول = – 52,6 كيلو كالوري / مول

ADP + متزمت + H + ——–► ATP + H20 ΔG ° = + 30,5 KJ / مول = + 7,3 كيلو كالوري / مول

  • تركيب و [رسقوو]؛ ATP يتناسب مع التدرج بروتون
  • 3 مواقع الإنتاج لتباين و[رسقوو]؛ ما يكفي من الطاقة : المجمعات I, III, IV
  • تغطية النظرية : 3 ATP لكل زوج و [رسقوو]؛ ه NADH, H + 2 ATP د & رسقوو] زوج، ايدو FADH2 V / V مجمع : ATP – سينسيز
  • V ن و [رسقوو معقدة، ليس الناقل و[رسقوو]؛ [إد]

– وهو يتألف من عنصرين :

  • فرعية فلوريدا أو عامل اقتران (كرية الأخضر) وهو موجود على الجانب المصفوفة ويتكون من عدة وحدات فرعية ببتيد المختلفة التي تنتج و[رسقوو]؛ ATP في الميتوكوندريا.
  • وFO الغشاء فرعية : ج & رسقوو]؛ وقناة تتكون من 4 سلاسل ببتيد مختلفة. لها من خلال العودة إلى البروتونات مصفوفة الميتوكوندريا (قناة protonique)

وخلافا للأنزيمات أخرى من السلسلة التنفسية الميتوكوندريا, ل و [رسقوو]؛ ATP البروتونات مضخة سينسيز من و[رسقوو]؛ الفضاء بين غشاء في مصفوفة. في القيام, فإنه يسترد و[رسقوو]؛ والطاقة من الانزيمات الأخرى في استخدام سلسلة لتراكم البروتونات في و[رسقوو]؛ الفضاء بين غشاء.

ويقترن هذا الطاقة إلى رد فعل الفسفرة و[رسقوو]؛ ADP مع الفوسفات غير العضوية في وجود المغنيسيوم ++.

اثنين من البروتينات النقل (ATP ترانسلوكاز وPORIN) السماح أخيرا ATP أنزيم / ADP بالمرور عبر الأغشية.

VI / اقتران بين سلسلة نقل د و [رسقوو]؛ إد وATP سينسيز : نظرية chimiosmotiaue (P. MITCHELL (1961)

تفترض هذه النظرية أن نقل و[رسقوو]؛ الإلكترونات والتوليف و[رسقوو]؛ ATP تقترن مع بروتون التدرج أن الصورة و[رسقوو]؛ أنشئت من خلال غشاء الميتوكوندريا الداخلية. نقل و[رسقوو]؛ الإلكترونات في الميتوكوندريا يؤدي السلسلة التنفسية لمجموعة ضخ البروتونات إلى و[رسقوو]؛ الفضاء بين غشاء. هذا النشاط الضخ من H + التي كتبها I معقدة, III, IV يؤدي إلى اختلاف كبير في تركيز H + : ق و [رسقوو]؛ يؤسس التدرج تركيز H +. ويتميز هذا التدرج من قبل الفرق في درجة الحموضة بين المصفوفة وو[رسقوو]؛ الفضاء بين غشاء (وهذا الأخير أكثر حمضية من المصفوفة).

مجمع V (الميتوكوندريا ATP سينسيز) يترك على العكس من ذلك لإعادة H + من و[رسقوو]؛ الفضاء بين الغشاء إلى مصفوفة والاستخدامات و[رسقوو]؛ الطاقة لالفوسفات وو[رسقوو]؛ ADP إلى ATP

VII / تنظيم السلسلة التنفسية :

السيطرة على السلسلة التنفسية وبالتالي توليف و[رسقوو]؛ ATP هو من خلال :

  • توافر و[رسقوو]؛ ADP : في و[رسقوو]؛ خط الأساس, ATP »ADP

و [ADP] زيادات, سرعة السلسلة التنفسية ينمو بسرعة كبيرة وبشكل مكثف جدا.

  • تحكم في الجهاز التنفسي :

تثبيط نقل و[رسقوو]؛ الإلكترونات إلى & [رسقوو]؛ الأكسجين, كتل تركيب و[رسقوو]؛ ATP على العكس من ذلك, تثبيط و[رسقوو]؛ ATP سينسيز يمنع نقل الإلكترونات VIII / وكلاء فك ربط ومثبطات السلسلة التنفسية :

1/ فصل النقل د و [رسقوو]؛ الإلكترونات والتوليف و[رسقوو]؛ ATP :

عادة ترتبط السلسلة التنفسية والفسفرة التأكسدية. ولكن التدرج بروتون شكلت يمكن أن يكون المتدهورة دون البروتونات تمر عبر و[رسقوو]؛ ATP سينسيز للانضمام الى مصفوفة

الميتوكوندريا: ذلك ن و[رسقوو]؛ لن يكون هناك و[رسقوو]؛ ATP تنتج الحرارة فقط. هذا فقدان السيطرة في الجهاز التنفسي

يؤدي إلى استهلاك و[رسقوو]؛ زيادة الأكسجين وو[رسقوو]؛ أكسدة NADH.

  • الأنسجة الدهنية البنية: وجدت في الحيوانات قادرة على و[رسقوو]؛ السبات, في الأطفال حديثي الولادة- ولد وفي و[رسقوو]؛ خصوصا النساء البالغات. C & [رسقوو]؛ هو نسيج خاص جدا الميتوكوندريا الغنية التي اللون ويرجع ذلك إلى مزيج من اللون الأخضر من سيتوكروم في الميتوكوندريا وو[رسقوو]؛ أحمر الهيموجلوبين الموجودة في و[رسقوو]؛ التداول الذي يساعد على تحمل الحرارة نحو الجسم. يجعل فك ربط رقابة من السلسلة التنفسية للحفاظ على درجة حرارة الجسم, وهو أمر حيوي لحديثي الولادة. في الواقع, الغشاء الداخلي الميتوكوندريا من الميتوكوندريا يحتوي على كمية كبيرة من Uncoupling البروتين 1 (UCP 1) أو thermogenin التي تستقبل تدفق البروتونات الصورة و[رسقوو]؛ المتدفقة من السيتوبلازم إلى مصفوفة. L & [رسقوو]؛ بروتون الطاقة التدرج, القبض عادة في شكل و[رسقوو]؛ ATP, وأفرج عن الحرارة عندما تدور البروتونات من خلال و[رسقوو]؛ UCP 1 إلى مصفوفة الميتوكوندريا. يتم تنشيط هذا المسار عندما تبدأ درجة حرارة الجسم إلى انخفاض.
  • هرمونات الغدة الدرقية: زيادة الأيض الأساسي عن طريق حفز thermogenin
  • 2-4 ثنائي نتروفنول: ج & [رسقوو]؛ هو عامل فصل من السلسلة التنفسية، والذي يستخدم كمكون نشط في بعض مبيدات الأعشاب ومبيدات الفطريات

2/ مثبطات السلسلة التنفسية :

عدة سموم قوية وقاتلة تمارس تأثيرها عن طريق تثبيط الفسفرة التأكسدية في نقطة محددة في عدة مراحل.

يستخدم روتينون كما الحشرات السامة والأسماك وو[رسقوو]؛ amytai الباربيتورات المسكنات منع نقل الإلكترونات في NADH- COQ OXYDO- اختزال، وبالتالي منع و[رسقوو]؛ استخدام NADH باعتبارها الركيزة.

جميع مثبطات يمكن أن يؤدي التسمم في و[رسقوو]؛ الرجل, منع و[رسقوو]؛ نشاط السيتوكروم أوكسيديز (IV معقدة من السلسلة التنفسية) تسبب الاختناق الداخلي.

أول أكسيد الكربون: الغاز الذي يمكن أن يسبب التسمم القاتل في و[رسقوو]؛ الرجل. CO يربط الحديد الهيم شاردة مع تقارب 200 أضعاف ذلك من و[رسقوو]؛ الأكسجين مما تسبب في تشريد و[رسقوو]؛ الأكسجين لارتباطه في و[رسقوو]؛ الهيموغلوبين. D & [رسقوو]؛ تم منع الآخرين أوكسيديز السيتوكروم لأن و[رسقوو]؛ تقارب من هذا الأخير لCO 40 مرة و[رسقوو]؛ لتقارب و[رسقوو]؛ الأكسجين.

L & [رسقوو]؛ سيانيد الهيدروجين وسيانيد البوتاسيوم:

– ل و [رسقوو]؛ يمتص HCN أساسا في شكل غاز (الواقع في ثوان)

– !يمتص ه K + CN شفويا (الواقع في دقائق)

الهدف الرئيسي هو السيتوكروم أوكسيديز الخلوي. الربط من السيانيد يقطع نقل الإلكترونات إلى و[رسقوو]؛ الأكسجين. توقفت السلسلة التنفسية وفاة الخلايا بسرعة د و [رسقوو]؛ د & رسقوو] نقص، ATP.

دورة د. نويد كويدر – كلية قسنطينة