Enzymem bezpośrednie odpowiedzialnym za sytezę ATP w mitochondrium jest syntaza ATP, jest to kompleks...

Po pierwsze może sytetyzować ATP i jest syntetazą, i był odkryty jako enzym hydrolizujacy ATP czyli zwany sytazą, ten kompleks zwany jest komplexem F0F1, masa cząsteczkowa w graniczach 360(?)-380kilodaltonów

Inna nazwa syntetazy to czynnik sprzęgający ATP z dyfuzją protonów.

Istnieją dwie teorię katalizy enzymatycznej

ZDJĘCIE!!!

Hipoteza chemiczna sugeruje, że przepływ elektronów przez łańcuch oddechowy prowadzi do wytworzenia wysokoenergetycznego substratu(w naszym przypadku intermedial – na rysunku), który miałby służyć jako prekursor ATP zakładając mechanizm fosforylacji substratowej tak jak ma to miejsce w glikolizie i cyklu krebsa. Uważano że energia swobodna z utleniania wychwytywana jest przez białko, które przyjmuje aktywną konformację i jest zdolne do syntezy ATP. Do chwili obecnej nie udało się znaleźć takiego białka(czy intermediatu), w zwiazku z tym powstała inna teoria – teoria chemiosmotyczna Michela.

Teoria ta proponuje inny mechaznim zgodnie z którym transport elektronów i syntéza ATP są sprzężone z sobą, nie przez intermediat wysokoenergetyczny(tak jak zakłądała teoria chemiczna), ale przez gradient protonowy – najistotiejsze do zrozumienia łańcucha oddechowego.

PRZEPŁYW ELEKTRONÓW PRZEZ ŁAŃCUCH ODDECHOWY POWODUJE PRZEPOMPOWANIE PROTONÓW WODOROWYCH NA ZEWNĄTRZ BŁONY SPRZĘGAJĄCEJ, czyli na zewnątrz wewnętrznej błony mitochondrialnej! Taka sytuacja ma miejsce na kompleksach I, II i IV dlatego, ze jest zbyt niska różnica potencjałów mie∂zy kompelksami I a II i II a III
Błona sprzegajaca jest nieprzeprzuszczalna dla protonów wodorowych, a jedynym miejscem gdzie moga one pokonywać tę błonę jest kompleks V F0F1.

Stężenie protonów wodorowych wzrasta po stronie cytoplazmatycznej, która ładuje się dodatnio, oczywiscie spada po stronie przeciwstawnej wytwarzając w poprzek tej błony gradient stężeń protonów. Dodatkowo przepływ elektronów przez komponenty łańcucha ładuje błonę sprzęgającą elektrycznie. czyli powstaje potencjał elektryczny.

Gradient stężeń protonów, czyli gradient pH oraz gradient elektryczny TWORZĄ TZW. SIŁĘ PROTONOMOTORYCZNĄ, która aktywuje syntazę ATP(inaczej syntetaza ATP).

Gradient zstężeń protonów oraz gradient eletryczny zwane są też transmembranową różnicą potencjału elektrochemicznego.

W tym przypadku(chemiosmotynej) łańcuch przenosników elektronów oddziaływuje z syntetazą ATP za pomocą potencjału błonowego.

Kompleksy I III i IV działją jako pompy protonowe,, dlatego, że mają odpowiedni potencjał(poprzedni wykład .

Podsumowanie:

Wytworzenie gradientu protonowego, niezbędnego do syntezy ATPwymaga spełnienia co najmniej trzech warunków.

Po pierwsze:
Odpowiedniego uorganizowania i wektorowego zorganizowania(ułożenia) przenosników elektronów oraz syntetazy ATP(czyli kompelksu V) względem obu powierzchni wewnętrznej błony mitochondrialnej

Po drugiej:

Nieprzepuszczalnosci tej błony dla protonów wodorowych
Po 3:
Zamkniecia błoną okreslonego przedziału komórki(w naszym przypadku zamknieca błoną mitochondrium)

Podstawowym procesem umożliwiającym wychwytywanie i zachowanie energii uwalnianej podczas procesów utleniania komórkowego jest przepływ protonów w poprzek wewnętrznej błony mitochondrialnej czyli w poprzeg błony sprzegajacej.

W miare przepływu elektronów od NADH do tlenu przez łańcuch oddechowy, w trzech miejscach następuje pompowanie protonów w poprzek błony sprzegajacej.

Obszarem pierwszym jest kompleks I(pierwszy), czyli kompleks reduktaza NADH ubihinon

Obszar drugi – kompelks III(trzeci), czyli reduktaza ubhinon cytochrom C1

Obszar trzecim kompleks (IV)czwarty, jest to kompleks oksydazy cytochromu C.

Gradient protonowy wytworzony w każdym z tych kompleksów w skutek przepływu pary elektronów pochodzacych z jednej czasteczki NADH wykorzystyany jest do syntezy 1 czasteczki ATP. Tak wiec w utlenieniu 1 czasteczki NADH towarzyszy uformowanie się gradientu protonowego we wszystkich trzech obszarach i co za tym idzie syntéza trzech cząsteczek ATP.

Jeżeli łądunek energetyczny komórki jest ponizej 0,8(max 1) wówczas dochodzi do wytworzenia ATP, czyli do aktywacji łańcucha oddechwego.
Jeżli nato iast jest wyższy niż 0,8 łańcuch jest hamowany a aktywowane są procesy zwiazane ze zużywaniem ATP.

Jeżli ładunek jest nizszy od 0,5 moze dochodzić do śmierci komórki.

UTLENIANIE POZAMITOCHONDRIALNE

Oprócz utleniania prowadzącego do fosforylacji oksydacyjnej i syntezy energii, w komórkach zachodza lcizne reakcje oksydoredukcyjne poza mitochondrium powodujace utlenianie substratów w obecności tlenu cząsteczkowego.
Reakcje te przebiegają miedzy innymi z udziałem takich enzymów jak OKSYGENAZY, HYDROKSYLAZY, KATALAZY, PEROKSYDAZY, i inne.

Przemiany z udziałem tych enzymów nie są związane z synteą energii w komórce, a raczej z syntezą lub degradacją różnego rodzaju związków.

Oprócz mitochondriów takže błony reticulum endoplazmatycznego zawierają łańcuch transportu elektronów(„jakiś tam łańcuch oddechowy“) Podczas procesu homogenizacji komórek i tkanek dochodzi do rozerwania błon reticulum i utworzenia frakcji mikrosomów, która zawiera głównie mieszaninę gładkiego i szorstkiego reticulum(to sabłony po połączeniu z rybosomami), dlatego enzymy zawarte w błonach reticulum endoplazmatycznego nazywamy enzymami mikrosomalnymi. Głównym enzymem jest tutaj cytochrom B5, który jest skłądnikiem układu transportu elektronów złożonego z flawoproteiny oraz desaturazy acylo-koenzymuA.
Układ ten katalizuje wprowadzenie podwójnego wiązania do łańcucha kwasu tłuszczowego.
Kwas nasycony staje się kwasem nienasyconym. Inne enzymy przede wszystkim monooksyhenazy inaczej zwane hydroksylazami zawierają cytochrom P450, który pełni najistotniejsza funkcję w procesach hydroksylacji różnego rodzaju substratów.

ZDJĘCIE: MIKROSOMALNY UKŁAD TRANSPORTU ELEKTRONÓW.

2,3-dioksygenaza tryptofanowa jest to żelazoporfiryna i miedzio cos tam kurwa, katalizuje reakcję rozerwania pierścienia indolowego tryptfanu, wg takiego schématu(ZDJĘCIE) i powstaje N-formylokinurenina, jest to reakcja zapoczątkowującea przemianę tryptofanu do kwasu nikotynowego(nie ma go w nikotynie ;P ) co związane jest z kolei z syntezą NAD i NADP, I REAKCJA NUMER 2(ZDJECIE 4-40MONOOKSYGENAZĘ FENYLOALANINOWĄ)

Brak aktywnosci tego enzymu powoduje chorobę – fenyloketonurię u nowodordków i jest nieuleczalne(jeżeli w moczu nie ma tyrozyny, to jest ta choroba).

Hydroksylacja nie jest przyłączeniem grupy OH(hydroksylowej) ale jest procesem wytwarzania tej grupy. Substrat reaguje z tlenem czasteczkowym gdzie jeden atom tlenu z tego tlenu cząsteczkowego, właczany jest pomiedzy atomy węgla i wodoru, tworzy sie grupa OH, a drugi atom tlenu z tego tlenu czasteczkowego reaguje z dwoma czasteczkami wodoru pochodzącymi z różnych koenzymów(reakcja enzymatyczna) – koenzymy nADPH, witamina C oraz tetrahydropterydyna. W wyniku reakcji atomu tlenu z dwoma atomami wodoru powstaje czasteczka wody.

APARAT PADŁ KURWA

UKŁAD WYSTĘPUJE W MIKROSOMACH WĄTROBY, ŹRÓDŁEM EKETRONÓW SŁUŻĄCYCH DO REDUKCJI cytochromów są NADH bądź NADPH, z kolei cytochromy utleniane są w wieloetapowym procesie zwane cyklem hydroksylacyjnym(hydroksylującym). Zadaniem cytochromu P450 jest związanie tlenu a także zaktywowanie go przez przeniesienie elektronów by substrat uległ hydroksylacji.

Mechanizm hydroksylacji na cytochromie P450 rozpoczyna się od przyłączenia substratu(na przykłądzie steoridu jakiego moze być) do centrum aktywnego enzymu. Po związaniu elektronu którego dawcą moze być, np. NADH czy NADPH, żelazo hemowe na +III stopniu utlenienia staje się bardziej reaktywne i wiążę tlen, zmieniajac swoją wartościowość na +II.
Powstały kompleks cytochrom p450-substrat-żelazo na +II i tlen, wiąże nastęony elektron przechodząc w bardzo reaktywny anionorodnik ponadtlenkowy Fe^2+-O2, który rozpada się z wytworzeniem cząsteczki wody, oraz rodnika hydroksylowego(doszło do hydroksylacji). Mieliśmy steroid powstał hydroksysteroid. W ostatním etapie odtwarza się natywna forma enzymu P450żelazo na +3 stopniu. Jedną z zasadniczych funckji cytochromu P450 jest udział w przebiegajacej w nadnerczu przemianie cholesterolu w hormony steroidowe i ta przemiana polega głównie na wielokrotnej hydroksylacji cholesterolu(cholesterol powstaje cytroheksylo(-ano?)pentalo(-ylo)---kurwa).

KSENOBIOTYKI NIGDY, W ŻADNYCH WARUNKACH NIE SA WYTWARZANE PRZEZ ORGANIZM!!!!

Odrębną funkcją tego cytochromu P-450 frakcji mikrosomalnej, szczególnie watroby, jest jego udział w usuwaniu substancji toksycznych, obcych dla organizumu zwanych ksenotbiotykami(należą tu leki, pestycydy, kancerogenne węglowodory aromatyczne ,np. benzenopiren)

Jeden akapit :<<<<< bo aparat padł

Ksenobiotykami są też antybiotyki, pierwszym odkrytym antybiotykiem była penicylina. odryta w 1928 roku przez Aleksnadra Fleminga.

Działanie antybiotyków polega na powodowaniu śmierci komórki bakteryjnej(działanie bakteriobójcze) lub na wpływanie na metabolizm, aby ograniczać mozliwość namnażania sie bakterii.

Antybiotyki zazwyczaj zakłócają procesy metaboliczne. Głównym atutem jest specyficzność działania.

Zakłócanie działania ściany komórkowej(tak działa penicylina) upośledzenie przepuszczalności błony komórkowej bakterii, zakłócenie syntezy kwasów nukleinowych, hamowanie biosytezy folianów, niezbędnych do syntezy DNA oraz hamowanie działanie topoizomaterazy(kluczowego enzymu replikacji).