5192605605

17] REGULACJA ODDYCHANIA MITOCHONDRIALNEGO 23

to przedstawiono w równaniu 4, wpływających bezpośrednio na stopień redukcji cytochromu c, a więc na poziom substratu oksydazy cytochro-mowej. W przeszłości postulowano, że zależność szybkości metabolizmu energetycznego od stanu puli nukleotydów adeninowych lepiej jest charakteryzować przy użyciu takich wyrażeń jak:    stosunek ATP/ADP

(29, 54—55) lub zaproponowany przez Atkinsona ładunek energetyczny (56). Prace Wilsona i współpracowników wykazały, że potencjał fosforylacyjny jest do opisu tych przemian wyrażeniem najdogodniejszym. I rzeczywiście, w układzie zawiesiny mitochondriów (50), jak i izolowanych komórek wątrobowych (57) stwierdzono, że szybkość oddychania zależała od wartości potencjału fosforylacyjnego, a nie od wysokości stosunku ATP/ADP. Ten ważny punkt najlepiej przedstawiają wyniki następującego doświadczenia (57). Izolowane komórki wątrobowe inkubowano w obecności glicerolu. W trakcie inkubacji obserwowano akumulację glicerofosforanu, i co za tym idzie, wyczerpywanie wewnątrzkomórkowego ATP i spadek stosunku ATP/ADP. Mimo to szybkość oddychania, podobnie jak potencjał fosforylacyjny nie zmieniała się istotnie. Wyniki tego doświadczenia przedstawia tabela I (57).

Tabela I

Wpływ glicerolu na stężenia metabolitów w izolowanych komórkach wątrobowych (według 57)

w	Kontrola		10 mM glicerol
		2 min.	5 min.	15 min.
ATP/ADP	4.02 •	2.60	i 1.99	1.57
ATP/ADP P»	1346	1203	1380	1277
ładunek energii	0.76	0.68	0.65	0.58
oddychanie ({xmol/min/g)	1.57	1.64	1.41	1.20

1

Według Wilsona i współpracowników szybkość oddychania mitochon-drialnego zależy więc bezpośrednio od poziomu substratów oksydazy cy-tochromowej (równanie 4) i od kinetyki katalizowanej przez nią reakcji. Ważnym dokonaniem grupy Wilsona i Erecińskiej było stwierdzenie, że wyrażenie odzwierciedlające zależność, aktywności enzymu od stężenia tlenu jest znaczącym czynnikiem równania kinetycznego reakcji oksydazy cytochromowej (58, 59). Do tej pory uważano, że dzięki niezwykle wysokiemu, jak zakładano, powinowactwu oksydazy cytochromowej do tlenu (podawano zwykle wartości K_m około 1 |xM), zmiana w stężeniu tlenu w trakcie doświadczenia nie wpływa na oddychanie mitochondriów. Czynnik ten zaczynał odgrywać rolę dopiero w warunkach bardzo zbliżonych do anerobiozy. Jak wykazały badania Wilsona i współpracowników, założenia te były fałszywe. Niezwykle złożona reakcja katalizowana przez oksydazę cytochromową (2), jest czuła na stężenie tlenu w znacz-