Papildmateriāls bioķīmijā vielmaiņas tēmai

OKSIDATĪVĀ FOSFORILĒŠANA JEB ELPOŠANAS ĶĒDE

ATF sintēze oksidēšanas-fosforilēšanas procesā ir saistīta ar elektronu plūsmu no NADH (vai FADH2) uz skābekli O2 cauri mitohondriju iekšējai membrānai. Elektronu virzība caur trim transmembrānu kompleksiem noved pie protonu izsūknēšanas ārā no mitohondriju matriksa; tā arī veidojas membrānas elektriskais potenciāls. Membrānā ievietots fermentu komplekss, ieskaitot arī specifisku kanālu; to sauc arī par H+-ATFzi. Kad protoni plūst pa kanālu atpakaļ, kompleksā sintezējas ATF. No bioenerģētikas viedokļa, protonu gradienta enerģija pārvēršas fosfātsaites ķīmiskā enerģijā.
Kā elektronu pārnesēji šajā elpošanas ķēdē darbojas flavīni, Fe-S kompleksi, hinoni, citohroma hēma grupas, vara joni. [Vairums no proteīniem ir fiksēti jeb nostiprināti membrānā, process virzās efektīvi pateicoties mazmolekulāro vielu mobilitātei] Elektroni no NADH tiek pārnesti uz flavīnu – NADH-reduktāzes prostētisko grupu. Šīs reduktāzes aktīvajā centrā ir Fe-S kompleksi. Elektroni pāriet tālāk uz hinonu un pārvērš to reducētā formā QH2. [Hinonu grupas galvenā viela enerģijas ražošanai eikariotu šūnāsir koenzīms Q10]. Šī mobilā hidrofobā viela pārnes elektronus tālāk uz citohromreduktāzi (arī šis ferments satur Fe-S centrus). Tagad reducējas citohroms c – ūdenī šķīstošs membrānproteīns. Citohroms c arī ir mobila viela un pārvietojas uz citohromoksidāzi. Šis fermentu komplekss satur gan vara, gan dzelzs jonus, gan citohromus a. Te mobilie elektroni nokļūst pie skābekļa. Skābeklis ir galējais elektronu akceptors un [kopā ar visuresošiem H+] pārvēršas ūdenī.
Elektronu kustība caur katru no trim fermentu kompleksiem nozīmē protonu izpumpēšanu no matriksa uz citozola telpu. Protonvirzošais spēks veidojas no pH-gradienta (citozola puse skābāka) un membrānas elektriskā potenciāla (citozola puse pozitīva). Sekojošā protonu koncentrācijas izlīdzināšanās - plūsma atpakaļ uz matriksu, arī virza ATF sintēzi. Sintezējošais fermentu komplekss sastāv no hidrofobas komponentes F0 (virza protonus caur membrānu) un hidrofilas F1 , kas katalizē ATF sintēzi pēc kārtas trīs aktīvos centros. Sākumā ATF ir cieši saistīts pie fermenta, tad protonu plūsma to atbrīvo.
…