P1221224

Cykl Krebsa

zachodzi w nim redukcja NAD do NADH i redukcja FAD do FADH. Cykl ten rozpoczyna się kondensacją reszty acetylowej acetylo-CoA ze szczawiooctanem. W wyniku tej kondensacji powstaje kwas cytrynowy. Jest on cząsteczką sześciowęglową. Produkt uboczny cyklu Krebsa-C02. W wyniku jednego obrotu cyklu Krebsa powstaje:

1 cz. ATP

1    cz. FADH2

2    cz. C02

2 cz. NADH

Cząsteczki NADH i FADH2 są źródłem energii dla fosforylacji oksydacyjnej. Cząsteczki te oddaja elektrony o wysokiej energii na łańcuch transportu elektronów w błonie wewnętrznej mitochondriów. W ten sposób są utleniane. Dalej elektrony te są przenoszone przez odpowiednie kompleksy białkowe wzdłuż łańcucha do tlenu cząsteczkowego- powstaje woda. Energia która uwalnia się podczas przejścia elektronów wzdłuż łańcucha jest wykorzystywana do pompowania protonów w poprzek wewnętrznej błony mitochondrialnej. NADH oddaj elektrony o wysokiej energii na kompleks pierwszy. Następnie elektron wędruje przez kolejne kompleksy i traci swoją energię. Natomiast w poprzek błony są transportowane protony.

Elektrony z NADH przechodzą na kompleks pierwszy, natomiast z FADH2 przechodzą na kompleks drugi. Powstający gradient protonowy napędza syntezę ATP.

Proces w którym zużywa się tlen i dochodzi do syntezy ATP nosi nazwę fosforylacji oksydacyjnej.

W błonie wewnętrznej mitochondrium występuje system przenośników elektronowych. Znajdują się tam 4 kompleksy białkowe:

I-    odbiera elektrony z NADH

II-    odbiera elektrony z FADH2

III i IV - pośredniczą w przenoszeniu elektronów na cząsteczkę tlenu.

Ponad to kompleksy: pierwszy, trzeci i czwarty są kompleksami transbłonowymi. Natomiast drugi występuje w błonie komórkowej po stronie macierzy.

Oprócz kompleksów są również ruchome przenośniki elektronów. Zaliczamy do nich:

ubichinon i cytochrom C

Ubichinon jest przenośnikiem hydrofobowym.

Cytochrom C to związek hydrofilowy.

Kompleks I- to głównie dehydrogenaza NADH- katalizuje ona przeniesienie dwóch elektronów z NADH na ubichinon. W ten sposób dochodzi do utlenienia NADH i redukcji ubichinonu.

Kompleks II- to dehydorgenaza bursztynianowa zawiera dodatkowo nukleotyd flawinowy i białka żelazowo- siarkowe. Elektrony z utlenionego bursztynianu, redukują FADH i centra żelazowo-siarkowe, następnie przechodzą na ubichinon redukując go.

Ubichinon z kolei przenosi elektrony z kompleksu I i II na kompleks III.

Kompleks III- to oksydoreduktaza ubichinon- cytochrom C. Katalizuje przeniesienie elektronów z ubichinonu na cytochrom C.

[Cytochromy charakteryzują się tym że mają centralnie położony atom żelaza, który może zmieniać stopnie utlenianie.]

Kompleks IV- głównie oksydaza cytochromowa. Katalizuje przeniesienie elektronów z cytochromu C na tlen cząsteczkowy.

Teoria chemiosmotyczna Mitchella.

Czynnikiem sprzęgającym transport elektronów z syntezą ATP jest gradient protonowy. Tworzy się on w poprzek wewnętrznej błony mitochondrialnej, kosztem energii uwalnianej podczas wędrówki elektronów (o wysokiej energii początkowej) do tlenu.

Tworzący sie gradient chemiczny (gradient stężenia jonów wodorowych) i potencjał elektryczny (potencjał błonowy) tworzą razem siłę protonomotoryczna napędzającą syntezę ATP.

Charakterystyka syntazy ATP.

Syntaza ATP w mikroskopie elektronowym wygląda jak grzybek wystający z błony w kierunku matrix większą częścią. Wystająca część nosi nazwę frakcji Fi, natomiast pozostała część, zlokalizowana w błonie to frakcja Fo.