Ranté engapan: énzim hanca

Kabéh réaksi biokimia dina sél organisme naon baé lumangsung kalawan pengeluaran énergi. Engapan ranté - réntétan struktur husus nu lokasina di mémbran jero ngeunaan mitokondria sarta ngalayanan pikeun formasi ATP. Adénosin mangrupakeun sumber serbaguna énergi sarta bisa ngumpulkeun 80 ka 120 kJ.

Engapan éléktron ranté - naon eta?

Éléktron jeung proton maénkeun peran penting dina pangajaran énergi. Aranjeunna nyieun béda tegangan dina sisi sabalikna ti mémbran nu mitokondria anu dibangkitkeun gerak diarahkeun partikel - ayeuna. ranté engapan (eta jsb, éléktron angkutan ranté) mangrupakeun mediator dina mindahkeun partikel boga muatan positif na rohangan antarmémbran sarta partikel boga muatan négatip dina ketebalan tina mémbran jero ngeunaan mitokondria.

Peran utama dina formasi tanaga milik ATP-sintase. set kompléks ieu énérgi alters arah gerak proton di dasi énérgi biokimiawi. Ku jalan kitu, ampir sarua jeung kompléks kasebut lokasina dina kloroplas tutuwuhan.

Sarta kompléx tina énzim ranté engapan

alih éléktron ieu dipirig ku réaksi biokimia ku ayana sistem énzim. Ieu zat biologis aktip, loba salinan nu ngawangun struktur kompléks badag, ngawula ka salaku perantara dina mindahkeun éléktron.

Kompléx tina ranté engapan - mangrupakeun komponén sentral dina angkutan partikel boga muatan. Total di mitokondria mémbran jero 4 anu kabentukna misalna, kitu ogé ATP sintase. Kabéh struktur ieu babagi hiji gol umum - wrapping jsb alih éléktron proton hidrogén na rohangan antarmémbran na, salaku konsekuensi, sintésis ATP.

komplek mangrupakeun gugusan molekul protéin, diantara nu aya énzim, struktural jeung protéin signalling. Unggal 4 kompléx minuhan ukur na na ciri, fungsi. Hayu urang tingali nu tugas di jsb nu nampilkeun struktur ieu.

kuring kompléks

Alih éléktron dina interior tina peran utama mitokondria mémbran dimaénkeun ku ranté engapan. réaksi éliminasi proton hidrogén jeung éléktron ngalengkepan aranjeunna - salah sahiji réaksi utama jsb Hiji set mimiti rantay transpor nganggap molekul NAD * H + (dina sato) atanapi NADP * H + (tutuwuhan), dituturkeun ku dipegatkeunana opat proton hidrogén. Sabenerna, alatan réaksi biokimiawi pajeulit ieu kuring disebut oge NADH - dehidrogénase (ngaranna énzim sentral).

Komposisi dehidrogénase kompléks protéin beusi-walirang kaasup 3 rupa, tur flavin mononucleotide (FMN).

kompléks II

Operasi kompléks ieu teu ngalibetkeun ngalihkeun proton hidrogén na rohangan antarmémbran. Fungsi utama struktur ieu keur nyadiakeun éléktron tambahan kana rantay transpor éléktron ku cara maké oksidasi succinate. Sentral énzim kompléks - succinate-ubiquinone oxidoreductase, nu ngatalisan dipegatkeunana éléktron ti asam succinic sarta mindahkeun kana ubiquinone nyaeta lipophilic.

Supplier proton hidrogén jeung éléktron kana kompléks kadua oge fad * H _2. Sanajan kitu, flavin efisiensi adénin dinucleotide kirang ti éta tina analogues anak - NAD atanapi NADP * H * H.

Komposisi II ngawengku tilu rupa protéin beusi-walirang rumit sarta sentral succinate énzim oxidoreductase.

kompléks III

Komponén saterusna akun, jsb ngawengku sitokrom b ₅₅₆ b _560, sarta c _1, kitu ogé Risk protéin beusi-walirang. Pagawean ti set katilu ieu pakait jeung mindahkeun dua proton hidrogén na rohangan antarmémbran, sarta éléktron ti ubiquinone lipophilic mun sitokrom C.

fitur résiko protéin téh nya éta leyur dina lemak. protéin lianna tina grup ieu anu patepung dina kompléx tina ranté engapan, cai-leyur. fitur ieu mangaruhan posisi tina molekul protéin dina ketebalan tina mémbran mitokondria batin.

The set katilu fungsi salaku ubiquinone-sitokrom c oxidoreductase.

IV kompléks

Anjeunna kompléks sitokrom-oxidant nu mangrupakeun tujuan akhir dina jsb job na nyaéta pikeun ngirimkeun éléktron ti sitokrom c pikeun atom oksigén. Salajengna atom O muatanana négatif baris meta jeung proton hidrogén ngabentuk cai. Énzim utama - sitokrom c oxidoreductase oksigén.

Struktur kompléks kaopat ngawengku sitokrom a, a _3, sarta dua atom tambaga. Peran sentral dina mindahkeun éléktron kana oksigén indit sitokrom a _3. Interaksi struktur ieu diteken sianida nitrogén sarta karbon monoksida, dina rasa global, éta ngabalukarkeun terminasi of sintésis ATP jeung karuksakan.

ubiquinone

Ubiquinone - zat vitamin-kawas, sanyawa lipophilic, nu ngalir kalawan bébas di ketebalan tina mémbran. ranté engapan mitokondria moal bisa ngalakukeun tanpa struktur ieu, nyaéta. k. Éta jawab transpor éléktron ti kompléx I jeung II jeung kompléks III.

Ubiquinone mangrupakeun turunan benzoquinone. Struktur ieu bisa jadi disebut dina surat schemes Q atawa disingkat LN (lipophilic ubiquinone). The oksidasi molekul ngabalukarkeun formasi semiquinone - a oxidizer kuat, nu berpotensi bahaya pikeun sél.

ATP sintase

Peran utama dina formasi tanaga milik ATP-sintase. Struktur ieu migunakeun gerak énergi diarahkeun gribopodobnaya partikel (proton) pikeun ngarobah kana énergi kimiawi.

Prosés dasar anu lumangsung sapanjang jsb nu - nyaeta oksidasi. Ranté engapan tanggung jawab transpor éléktron dina mémbran mitokondria kandel sarta akumulasi maranéhanana di matrix. Sakaligus, anu kompléx tina I, III sarta IV ieu ngompa proton hidrogén na rohangan antarmémbran. muatan bédana dina sisi mémbran ngabalukarkeun gerak arah proton ngaliwatan kompléx ATP sintase. Kusabab H + asupkeun matrix, éléktron patepung (nu pakait sareng oksigén) pikeun ngabentuk zat nétral keur sél - cai.

ATP sintase F0 diwangun ku sarta subunit F1 anu babarengan ngawangun molekul router. F1 diwangun ku tilu tilu alfa jeung béta subunit, nu babarengan ngawangun hiji saluran. saluran ieu persis diaméterna sarua, nu boga hidrogén proton. Jeung petikan partikel boga muatan positif ngaliwatan sirah kompléx ATP sintase F ₀ molekul ieu twisted ku 360 derajat di sabudeureun sumbu na. Antukna, ka AMP atanapi ADP (adenozinmono- na adenosin) meungkeut résidu fosfat ku beungkeut tinggi-énergi, nu ngurilingan énergi nu badag.

ATP sintase nu kapanggih dina awak, teu ukur di mitokondria. Dina tutuwuhan, kompléx ieu ogé ayana di mémbran nu vacuoles (tonoplast), ogé tilakoid kloroplas.

Ogé di sato sél na ATPase tutuwuhan anu hadir. Aranjeunna mibanda struktur nu sarupa saperti anu ti kompléx ATP sintase tapi Peta maranéhanana diarahkeun kana ilangna résidu fosfat ka pengeluaran énergi.

Harti biologis tina ranté engapan

Firstly, anu tungtungna réaksi produk jsb nyaeta nu disebut cai métabolik (300-400 ml per poé). Bréh, sintésis ATP jeung énergi gudang di beungkeut biokimiawi molekul. Dina dinten 40-60 kg adénosin ieu disintésis, sarta sami dipaké dina sél réaksi énzimatik. Kahirupan hiji molekul ATP nyaéta 1 menit, jadi nu ranté engapan kedah beroperasi lancar, akurat tur tanpa kasalahan. Upami teu kitu, sél bakal maot.

Mitokondria dianggap stasiun kakuatan sél nanaon. Jumlah maranéhanana gumantung kana énergi nu diperlukeun pikeun fungsi nu tangtu. Contona, neuron bisa diitung nepi ka 1000 mitokondria nu mindeng ngabentuk klaster dina synaptic disebut piagam.

Bedana antara ranté engapan dina tutuwuhan jeung sasatoan

Dina tutuwuhan, hiji tambahan "pembangkit listrik" sél mangrupakeun kloroplas a. Dina mémbran jero ngeunaan organél ieu téh ogé kapanggih ATP sintase, sarta ieu mangrupa kaunggulan leuwih sél sato.

Ogé tutuwuhan bisa salamet dina konsentrasi luhur karbon monoksida, nitrogen sarta sianida alatan cara sianida-tahan dina jsb ranté engapan sahingga ends di ubiquinone, ti mana éléktron langsung dibikeun ka atom oksigén. Hasilna, kirang ATP disintésis, kumaha oge, pabrik bisa salamet kaayaan ngarugikeun. Sasatoan dina kasus sapertos, paparan berkepanjangan paeh.

Urang bisa ngabandingkeun kekecapan NAD, fad sarta jalur sianida-tahan ngaliwatan pembentukan indikator ATP basa keur mindahkeun 1 éléktron.

• kalawan NAD atanapi NADP dibentuk ku 3 molekul ATP;
• Fad kabentuk dua molekul ATP;
• tina sianida ngabentuk 1 molekul jalur ATP sustainable.

Pentingna évolusionér of jsb

Pikeun sakabéh organisme eukariot, sumber utama énergi teh ranté engapan. Biokimia sintésis ATP dina sél dibagi jadi dua jenis, substrat fosforilasi jeung fosforilasi oksidatif. Jsb dipaké dina sintésis Jenis kadua tanaga, ie. E. Alatan rédoks réaksi.

Dina organisme prokaryote ATP diwangun ngan di substrat fosforilasi dina tahap glikolisis. gula genep karbon (preferably glukosa) aub dina siklus réaksi, sarta sél kaluaran narima dua molekul ATP. jenis ieu énérgi nu dianggap sintésis paling primitif, ie. K. eukariot salila fosforilasi oksidatif kabentuk 36 molekul ATP.

Sanajan kitu, ieu teu hartosna yén tutuwuhan jeung sasatoan dinten ieu geus leungit kamampuhan pikeun substrat fosforilasi. Ngan jenis ieu sintésis ATP éta hijina salah sahiji tilu hambalan produksi énérgi dina sél.

Glikolisis di eukariot lumangsung di sitoplasma sél. Aya sagala énzim perlu nu bisa megatkeun glukosa jeung dua molekul asam pyruvic pikeun ngabentuk 2 molekul ATP. Kabéh léngkah saterusna lumangsung dina matrix mitokondria. Krebs siklus atawa daur asam trikarboksilat, sakumaha lumangsung dina jero mitokondria. Ieu ditutup réaksi ranté salaku hasil tina nu nyintésis NAD na fad * H * H2. molekul ieu bakal dipaké salaku consumable di jsb