Глава 5. Структура и функции конкретных компонентов дыхательной цепи

• НАДН-дегидрогеназа(НАДН-КоQ-оксидоредуктаза) – встроена во внутреннюю мембрану митохондрий. Это флавин-зависимый фермент, в состав которого входит витамин В2. Сложный, имеет 2 простетические группы: ФМН (флавинмононуклеотид – активная форма витамина В2) и Железосерные белки (FеS-белки). Атомы Fe, входящие в FеS-центры являются негеминовыми (не входят в состав гема). Активный центр НАДНДГ обращён в сторону матрикса митохондрий. НАДНДГ дегедрирует НАДН (отщепляет Н2) и передаёт протоны и электроны сначала на ФМН, а потом ч/з FеS-центры на СоQ(восстанавливается и превращается в КоQН2 или убихинол). Функция: а)Принимает электроны от НАДН и передает их на коэнзим Q (убихинон), б) Переносит 4 иона Н⁺на наружную поверхность внутренней митохондриальной мембраны.

• КоQ (убихинон) – небелковый переносчик, находится в растворенном состоянии, т.к. является жирорастворимым (растворяется в липидном слое мембран). Поэтому может перемещаться как вдоль так и поперек мембраны (не заряжен). Поэтому он принимает электроны и протоны с ФАДН2, т.е. ч/з 2й вход в дыхательную цепь. Его называют коллектором электронов.

• Цитохромы (b, c₁, c, а, а₃)– сложные белки (гемпротеины), небелковой частью которых является гем, содержащийFе³⁺(окисленная форма). Fегема может обратимо принимать и отдавать электроны.

• УбихинолДГ (КоQ-цитохром с-оксидоредуктаза)– это ферментный комплекс, состоящий из цитохромовbи с1, включающий также FеS-центры. Функция: а) Принимает электроны от коэнзима Q и передает их на цитохром с (при этом Fе восстанавливается до 2х валентного), б)Переносит 2 иона Н⁺на наружную поверхность внутренней митохондриальной мембраны.

• Цитохром с-кислород-оксидоредуктаза - В этом комплексе находятся цитохромы а и а3, он называется также цитохромоксидаза, всего содержит 6 полипептидных цепей. В комплексе также имеется 2 иона меди. Функция: а) Принимает электроны от цитохрома с и передает их на кислород с образованием воды, б)Переносит 4 иона Н⁺ на наружную поверхность внутренней митохондриальной мембраны.

• АТФ-синтаза– комплекс, состоящий из множества белковых цепей, подразделенных на две большие группы: одна группа формирует субъединицу Fо (произносится со звуком "о", а не "ноль" т.колигомицин-чувствительная) – ее функция каналообразующая, по ней выкачанные наружу протоны водорода устремляются в матрикс. Другая группа образует субъединицу F1 – ее функция каталитическая, именно она, используя энергию протонов, синтезирует АТФ.

Заключение

В заключение, биохимическая термодинамика и дыхательная цепь митохондрий играют важную роль в понимании основных механизмов, лежащих в основе жизненных процессов клеток. Понимание термодинамических принципов и организации дыхательной цепи митохондрий позволяет не только ответить на вопросы о том, как клетки обеспечивают себя энергией, но и открыть новые возможности для развития средств диагностики и лечения различных заболеваний.

Дальнейшие исследования в этой области могут привести к новым открытиям, которые помогут улучшить качество жизни людей и развить новые методы лечения. Поэтому важно продолжать изучение биохимической термодинамики и механизмов дыхательной цепи митохондрий с целью расширения наших знаний о живых системах и их функционировании.