TERMINLIS OXIDCI

A koenzimek hidrognatomjai + leveg oxignje VZATP keletkezse kzbenTHUNBERG, WIELAND: az enzim anyagcsere folyamn a tpanyagbl hidrognt von el molekulris oxignben geti el1913. WARBURG : sejtlgzst a sejt oldhatatlan szemcsjhez mitokondrium kapcsoltaSZENT-GYRGYI ALBERT: hidrognelvons s oxidci kztti kapocs az elektronramls

KLEILIN: azonostotta a citokrmokatMORTON: ubikinon felfedezseATP jelentsgnek elismerseLEHNINGER s GREEN (40-es vek): terminlis oxidci a mitokondriumban jtszdik leTERMINLIS OXIDCI 2 rsze:1. hidrogntranszport (oxidoreduktz koenzimek kztt)2. elektronramls( citokrmokon keresztl)

TPANYAGOK HIDROGNJEI

I. NADH + H+, FADH2

DEHIDROGENZOK

UBIKINON (Co-Q)

ELEKTRONSZLLTK (CITOKRMOK)II.OXIDZOK

2H + O2 H2O + ENERGIA

Enzimrendszer a mitokondrium bels memrnjbanAz elektronok tadsnak sorrendje szablyozott:

Szubsztrthidrognt flavinenzimek veszik t DEHIDROGENZOK, koenzimekkel mkdnek (FP1-FP5 flavoprotein-enzimek)Szubszrtok hidrognje (NADH, FADH2 szlltjaoxignoxidzokelektronszlltkdehidrogenzok

Flavoprotein-enzimek:a) FP1 : NADH-dehidrogenz (FMN koenzimmel mkdik)b) FP2: szukcint-dehidrogenz (citrtkr)c) FP3: acetil-CoA-dehidrogenz (-oxidci)d) FP4: glicerin-foszft-dehidrogenze) FP5: dihidrolipoil-dehidrogenz (piruvt oxidatv dekarboxilezdse)f) FP6: dihidrolipoil-dehidrogenz (-ketoglutart oxidatv dekarboxilezdse)

Vas-kn fehrje

Az enzimek a hidrognt vas-kn fehrjknek adjk tVAS-KN CENTRUMKomplexeket alkotnak:I. komplex: NADH hidrognjei az FP1 ltala vastartalm fehrjkre tevdnekII. komplex: szukcint-dehidrogenz s vas-kn fehrjkIII. komplex: citokrm (b-c1), vas-kn fehrjeIV. komplex: citokrm (a+a3), oxignCitokrm-a3 megkti az oxignmolekult,( 4 elektron oxidionn alaktja az oxignatomot) O2- + 2 H+ H2O

Elektrontranszport-lnc

II. s III. komplex kztt

KOENZIM-Q v. UBIKINONproton a kzegbe kerl, az elektront a citokrmok szlltjk tovbbKettvlik a hidrognramls

Lgzsi lncI. Flavoproteinek (FP1)-flevoenzimek(FMN) Fe-S (1-4)Fe-S (5-6)Cit-b ; (Fe-S)7 ; cit-c1Cit-a ; cit-a3

Flavoproteinek beplnek a membrnbaCo-Q a lipid kettsrteg zsrsav oldallncaiba kapaszkodikcit-b, cit-a integrns fehrjkcit-c perifrikus fehrje

OXIDATV FOSZFORILCITerminlis oxidci clja: szubsztrt-hidrognek elgetsvel energiaszolgltatsAz energia a prhuzamosan zajl oxidatv foszforilci sorn raktrozdik ATP-benADP + Pi ATP + H2OP/O hnyadost v. P/O arnyt igazoltk ~ 3

P/O =beptett szervetlen foszftcsoportok szmafogyott oxignatom szma

A terminlis oxidci nett egyenlete:

NADH + H+ + O2 NAD+ + H2O G0 = -221 kJ

Az oxidatv foszforilciban 3 ATP keletkezik:

3 ADP + 3 Pi 3 ATP + 3 H2O G0 = + 92,5 kJ

41% konzervldik ATP-ben

ATP kpzdshez legalbb 30,5 kJ energia szksges ( ~ 0,16 V redoxpotencil vltozs)3 helyen:ATP molekula kpzdse: 1.NADH [flavoprotein-ubikinon] folyamat sorn2. citokrm-b citokrm-c tmenet sorn3. citokrm (a + a3) O2 tmenet sornENERGIAKONZERVL HELYEK

Az energiakapcsols mechanizmusaKONFORMCIS MODELL- nagy ADP koncentrci a mitokondrium bels mtrixt sszezsugortja trfogata fele leszKONDENZLT LLAPOT- a nyugalmi (ortodox) llapothoz kpest n az ADP + Pi ATP talakuls- felttelezs: membrnkonformci vltozik a szabadentalpia cskkens hatsra aktivldnak aktivlsi energia kedvez a foszftcsoport beplsnek

b) KMIAI KAPCSOLS ELMLETE:- INTERMEDIEREK a terminlis oxidci s az oxidatv foszforilci kztt

felfogjk a felszabadult energit s tovbbtjk- a terminlis oxidci energija az intermedierbe szervetlen foszftot pt be, ami az ADP-nek tovbbtdik red1 + ox2 red2 + ox1

INTERMEDIER-Pi INTERMEDIER+ATPINTERMEDIERPi

c) KEMIOZMOTIKUS HIPOTZIS- az elektrontranszport-lnc mkdse sorn szabadentalpia cskkens energija hidrogntranszportot is vgez

protongrdiens a mitokondrium bels membrnjnak kt oldala kztt energija szolgl az ATP kpzdsre- H+ felvtele a membrn bels, leadsa a kls oldalon- energiakonzervl helyen 2 H+ jut t- grdiens megsznse: a H+ ATP-z segtsgvel visszajut a mit.belsejbe ADP foszforilezdsATP kpzds

Oxidatv foszforilcit befolysol anyagokMinden vegylet, effektus befolysol, mely megvltoztatja a membrn szerkezettATP-szintetzrl levlasztjuk a F1-fejecskt oxidatv foszforilci lell, lgzsi lnc folytatdikF1-fejecske nlkl ATP nem kpzdikkapcsolfaktorSZTKAPCSOLSZEREK:terminlis oxidcit s oxidatv foszforilcit vlasztjk el

Sztkapcsolszerek Zsroldkony, aroms gyenge savakElektrontranszportot nem befolysolja, de foszforilci nem trtnikHatsa:protonokat juttat t a mitokondrium membrnjn

nem alakul ki a megfelel grdiens az ATP kpzdshez

A terminlis oxidcira hat vegyletekelektrontranszportot gtlk:F-, CN-, CO, H2SsztkapcsolszerekOHNO2NO22,4-dinitro-fenolOHNO2CH3NO22,4-dinitro-m-krezolNH COszalicil-anilid

Ionofrok Hatsa analg a sztkapcsolszerekvelKationnal specilis komplexet kpeznek, mely thatol a membrnonA lgzsi lnc ezeket a komplexeket transzportljaPl: antibiotikumok ( valinomicin, gramicidin)

Mechanizmusuk eltrgramicidin csatornakpzvalinomicin hordoz

oligomicin ATP-szintetz mkdst akadlyozzaelektrontranszport mkdik, ATP kpzdik

MITOKONDRILIS MEMBRNTRANSZPORTglikolzis a citoplazmban, citrtkr a mitokondriumban, terminlis oxidci s oxidatv foszforilci a mit.bels membrnjbanA mitokondrium kls membrnja majdnem szemipermebilis, a bels csak kisebb molekulk szmra tjrhatTRANSZLOKZOK oda-vissza szlltanak (ATP-transzlokz)Egyirny szllts KARNITIN

Redoxingk A reduklt NAD+ koenzimnek aerob oxidcihoz a mitokondriumba kell jutniaSpecilis rendszer segtsgvel trtnik, mivel nem diffundl

REDOXINGK

GLICERIN-FOSZFT DIHIDROXIACETON-FOSZFT INGA

CH2 - OHC = OCH2- O- P CH2 - OHH - C - OH CH2- O- P CH2 - OH C = O CH2- O- P CH2 - OHH - C - OH CH2- O- P CHOHO-C - H CH2- O- PDihidroxiaceton-foszftGlicerin-1-foszftGlicerinaldehid-3-PNADH + H+NAD+FADH2FADmitokondriumcitoszol

MALT-OXLACETT INGA

MALT-IZOCITRT INGACITOSZOLMITOKONDRIUMCOO-CH - OHCH2-COO-MALTMALTIZOCITRTIZOCITRT CH2 COO- CH COO-OH CH COO-- KETO GLUTART- KETO GLUTART CH2 COO- CH2O = C COO-CO2NADP+NADPH+H+GLUTAMTGLUTAMTCO2NADP+NADPH+H+NAD+NADH+H+Transz-hidrogenz

GLIKOLZIS AEROB OXIDCIJNAK ENERGIAMRLEGEanaerob glikolzis : 2 NADH 2 3 = 6 ATP2 ATP 2 ATPpiruvt acetil-CoA talakuls:2 NADH 2 3 = 6 ATPcitromsavciklus:2 3 NADH 6 3 =18 ATP2 1 FADH22 2 = 4 ATP2 1 GTP2 1 = 2 ATP 38 ATPglicerin-foszft inga 2 ATP vesztesg - 2 ATP1098 kJ36 30,5 kJ 36 ATP