Flipazy pomagają w uzyskaniu asymetrii błony komórkowej.

Blokery kanału wapniowego: werapamil, diltiazem, nifedypina
Blokery transportu aktywnego: dinitrofluorobenzen – NH2; N-etylomaleimid (NEM) – SH.

Kanał potasowy jest selektywny dzięki rozmiarom jonu K (może on oddziaływać z pierścieniem tlenowym) oraz wymaganą mniejszą energią dehydratacji).

Kanał sodowy – oparty na zamknięciu o COO-; wąski, dlatego selektywny; u szczura – 4 podjednostki po 6 helis transbłonowych tworzących kanał

Kanał kationowy niespecyficzny – oparty na występowaniu aa niepolarnych tworzących pierścień (0,65 nm)
Fosforylacja pompy Na/K –potrzebne Na, Mg;

Hamowanie pompy Na/K – strofantyna G, digitoksygenina.

Hamowanie histaminy (która jest aktywatorem pompy H/K) – cymetydyna odwracalnie, omeprazol – nieodwracalnie.

Transport glukozy czy aa – symport z Na, poniekąd aktywny; 4 rodzaje przenośników aa (kwaśne, zasadowe, Pro/Gly, obojętne); 1 jon Na-1 cz. Glc/aa.

Pompa ATPaza-Ca2+ - 10 transbłonowych fragmentów, Asparaginylowa reszta ulega fosforylacji w siateczce; w błonie – kalmodulina, która wiąże się z nadmiarowym Ca, zwiększa Km przenośnika i usuwa Ca. 2 jony Ca – 1 ATP zużyte

Wymiennik Na/Ca – 3 jony Na do; 1 jon Ca – wychodzi, dużo szybszy.

GLUT: 1 – erytrocyty, 2- wątroba, nerka; 3 – neurony, 4 – mięśnie, tk. tłuszczowa (INSULINA) 5 – jelita, miocyty

W antyporcie Cl-/HCO3 by powstał CO2 potrzebny jest H z Hb. (CO2 + H2O-> HCO3 + H)

Pinocytoza – klatryna opłaszcza dołki

Kaweole – wpuklenia błony; kaweolina bierze udział w tworzeniu ich z raft, które biorą udział w przekazywaniu sygnałów

AcCoA, szczawiooctan, NAD/H nie przenika przez wew. błonę mitochondrialną. Przenośniki w błonie działają kosztem energii z gradientu elektrochemicznego.

Translokaza ATP/ADP – utrata jednego ujemnego ładunku, strata gradientu między przestrzenią m-błonową a matrix; antyport!

Jonofory – walinomycyna, gramicydyna

Cykl gamma-glutamylowy: y-glutamylotranspeptydaza tworzy dipeptyd z aa (oprócz Pro) i glutationu; ten traci powinowactwo więc y-glutamylocyklotransferaza go rozkłada do aa i 5-oksoproliny; pozostały Cys-Gly też ulega hydrolizie, zużywane 3 ATP do odnowienia glutationu.

Ac-CoA transportowane są z użyciem karnityny (w przestrzeni m-błonowej jest acylotransferaza karnitynowa I, w matrix – II;) Ac-karnityna przenika do matrix; karnityna – do przestrzeni.

Mostek glicerolofosforanowy – głównie mózg, tk. tłuszczowa, wątroba; dwa enzymy dehydrogenazy glicerolo-3-fosforanowej (cytozolowy i mitochondrialny; z fosfodihydroksyacetonu i NADH+ powstaje glicerolo-3-fosforan, który potem oddaje wodory na FAD (ominięcie kompleksu I utleniania bo FADH2, mniej powstałego ATP).

Mostek jabłczanowo-asparaginowy:

szczawiooctan + NADH-dehydrogenaza jabłczanowa C->jabłczan

jabłczan (w mt)-dehydrogenaza jabłczanowa M-> szczawiooctan + NADH

szczawiooctan + Glu –aminotransferaza asparaginowa M->a-ketoglutaran + Asp
Asp + a-ketoglutaran –aminotransferaza asparaginowa C-> szczawiooctan + Glu

NADH dostarcza 2,5 ATP na parę wodoru (!)

FADH2 dostarcza 1,5 ATP na parę wodoru

Oksydazy przenoszą atomy wodoru na tlen, powstaje H2O2 (rzadziej H2O), często zawierają metal; np. oksydaza L-aminokwasowa (oksydacyjna deaminacja aa; FMN); ksantynowa (utlenianie zasad purynowych; FAD), oksydaza cytochromowa (cyt a3; dwie cząsteczki hemu z Fe i dwa Cu).

Peroksydazy zawierają luźno związany protohem i rozkładają H2O2 kosztem utlenienia glutationu, hydrochinonów czy askorbinianu., np. glutationowa (Se!). Reduktaza glutationowa zużywa NADPH.

Katalazy zawierają 4 grupy hemowe, neutralizują H2O2 bez niczego.

Oksygenazy wbudowują bezpośrednio tlen; monoksygenazy wbudowują tylko jeden, a drugi trafia do cz.wody (NADPH, tetrahydrofolian), np. cytochrom b5 (chroni erytrocyty, w mikrosomach wątrobowych), P450. Dioksegynazy - dwa; np. homogentyzynowa, L-tryptofanowa.

Dehydrogenazy używają NAD (enzymy cyklu Krebsa, glikoliza, łańcuch oddechowy) lub NADP (synteza kw. tłuszczowych, steroidów). Niektóre korzystają z flawin jak dehydrogenaza NADH, bursztynianowa, acylo-CoA. Cytochromy za wyjątkiem oksydazy cytochromowej to też dehydrogenazy.

Dysmutaza ponadtlenkowa: dwa rodniki ponadtlenkowe + 2 H⁺ -> H2O2 + O2

Rodniki ponadtlenkowe powstają w reakcji z oksydazą NADPH (przekazanie po jednym elektronie na O2).

Mieloperoksydaza – z H2O2 i halogenków powstają kwasy halogenowe I (np. HClO)

Reakcja Fentona: Fe2+ + H2O2 -> Fe3+ + OH* + OH-

Reakcja Habera-Weissa: O2-* + H2O2 -> O2 + OH* + OH-

Ubihydrochinion i FMNH2 potrafią gubić elektrony w łańcuchu oddechowym, tworząc anionorodniki ponadtlenkowe.

Z wit E powstaje pośrednik chinonowy (pierwszy pierścień aromatyczny ulega przekształceniu do chinonu, drugi – otwarciu). Ta przekazuje swój wolny rodnik na witaminę C, która przekształca się w dehydroaskorbinian.

Inne substancje chroniące przed wolnymi rodnikami: karoteny, melaniny, kwas moczowy, kreatynina, flawonoidy, ceruloplazmina.

Centra żelazowo-siarkowe mogą czasowo wiązać elektrony, gdyż zelazo niehemowe występuje tam na +3 utlenienia i redukuje się przy wiązaniu do +2 stanowiąc jednoelektronowe pomosty (z flawoprotein na CoQ i z CoQ na cyt c1).

Fenobarbital indukuje syntezę cyt P-450.

P-450 – synteza hormonów steroidowych, hydroksylacja aminopiryny, morfiny, aniliny, hydroksylacja pochodnych wit. D, utlenianie kwasów tłuszczowych, węglowodorów aromatycznych, pestycydów itp.

Mikrosomy zawierają: monooksygenazy (hydroksylazy Phe, Trp, dla leków), dioksygenazy (wymienione).

Reduktaza NADPH-cytochrom P450 dostarcza 2H+ i 2e-:

NADPH+ + FAD -> FADH2 + NADP
FADH2 + 2 Fe2S2³⁺ -> FAD + 2 Fe2S2²⁺ + 2 e-

Następnie do cyt P450 dołącza się lek, przyłącza się jeden elektron (redukcja Fe), tlen, kolejny elektron (powstaje anionorodnik ponadtlenkowy) i w końcu 2 wodory – dochodzi o ponownego utlenienia cyt P450, powstania A-OH (leku) i wody.

Enzymy mitochondrialne: zew – syntetaza acylo-CoA, acylotransferaza fosfoglicerolowa; m-błonowa: kinaza adenylanowa, kreatynowa; wew – kardiolipina, enzymy łańcucha odd, przenośniki błonowe.

Różnica NAD/NADH i O2/2H2O wynosi 1,1V.

Część bursztynylo~S-CoA staje się substratem w syntezie barwników porfirynowych bądź uczestniczy w przemianie ciał ketonowych

Dehydrogenaza pirogronianowa to kompleks 3 enzymów:

1. Dekarboksylaza pirogronianowa

2. Transacetylaza dihydrolipoilowa

3. Dehydrogenaza dihydrolipoilowa

Kompleks I

• Oksydoreduktaza NADH-Q( dehydrogenaza NADH)

• Duży enzym 900kDa, zawiera przynajmniej 46 łańcuchów polipeptydowych

• Reakcja ta przebiega dwuetapowo:

1. Związanie NADH I przeniesienie jego 2 el. o wysokim potencjale na grupę prostetyczną kompleksu FMN, który

przechodzi w formę zredukowaną FMNH2

2. Elektrony FMNH2 są następnie przekazane na szereg centrów żelazowo- siarkowych. Jony żelaza tych

centrów przechodzą na zmianę od Fe2+ do Fe3+ i odwrotnie

● Przejście 2 elektronów z NADH do koenzymu Q za pośrednictwem oksydoreduktazy

NADH-Q powoduje wypompowanie 4 jonów wodoru z matrix mitochondrialnej

● Koenzym Q pobierając 2 protony z matrix , ulega redukcji do QH2, a ten opuszcza matrix i

wędruje do wnętrza błony.

● Może na dojść do przedwczesnego przecieku elektronów na tlen, co prowadzi do

powstania szkodliwych nadtlenków.

Kompleks III

●Dwa elektrony odebrane od QH2 (w miejscu jego wiązania Qo) są

kolejno przenoszone na dwie cząsteczki cytochromu c, przenośnika

ulokowanego w fałdach przestrzeni międzybłonowej. Równocześnie

protony zostają wypompowane z matrix.

●Mechanizm ten znany jest jako cykl Q- następuje w nim przekazanie

elektronów z nośnika dwuelektronowego na nośnik jednoelektronowy

I pompowanie protonów.

●W jednym cyklu Q 2 cząsteczki QH2 są utelnione do 2 cząsteczek Q, a

następnie 1 cząsteczka Q ulega redukcji do QH2

● Uszkodzenia funkcji kompleksu III (np. przez aktynomycynę) mogą

również prowadzić do powstawania szkodliwych nadltenków.

Inhibitory łańcucha oddechowego

●rotenon, amytal, amobarbital - hamują transport w kompleksie 1 uniemożliwiając wykorzystanie

NADH+H+ jako substratu

●karboksyna – uniemożliwia wykorzystanie FADH2 z dehydrogenazy bursztynianowej

● antymycyna A – hamuje przepływ w oksydazie cytochromowej

●cyjanek i azydek – reagują z formą żelazową hemu a3

●tlenek węgla – reaguje z formą żelazawą hemu a3

●oligomycyna – hamuje przejście protonów przez syntazę ATP do matrix mitochondrialnej

Rozprzęganie fosforylacji oksydacyjnej może być zjawiskiem biologicznie korzystnym. Służy jako

źródło ciepła do utrzymania stałej temperatury u zwierząt hibernujących, u ssaków

przystosowanych do niskich temperatur. Tkanka tłuszczowa brunatna jest bogata w mitchondria z

termogeninami – białkami rozprzęgającymi.