Электронтранспортная цепь митохондрий. Хемиосмотическая теория Митчелла

Строение электронтранспортной цепи митохондрий (ЭТЦ)

Транспортные системы внутренней митохондриальной мембраны

Схема локализации в эукариотической клетке гликолиза, цикла Кребса и электронтранспортной цепи

Пути превращения пирувата в аэробных условиях

3.98M

Category:

biology

Метаболизм. Схема катаболических процессов

1. Лекция №6

2. Тема №3 Метаболизм

3. Cхема катаболических процессов

Жиры
Полисахариды
Белки
Жирные кислоты, глицерин Моносахариды
Аминокислоты
Глюкоза
ГА-3Ф
Пируват
Ацетил-СоА
ЦТК
NADH
FADH2
ЭТЦ

4.

Локализация в эукариотической клетке основных процессов
катаболизма глюкозы
ЭТЦ митохондрий и цикл Кребса

5. Электронтранспортная цепь митохондрий. Хемиосмотическая теория Митчелла

Окислительное фосфорилирование
– это многоэтапный процесс, происходящий во
внутренней мембране митохондрий и
заключающийся в окислении НАДН и ФАДН2
ферментами дыхательной цепи,
сопровождающийся синтезом АТФ.

7. Строение электронтранспортной цепи митохондрий (ЭТЦ)

8.

Переносчики восстановительных
эквивалентов в ЭТЦ
Переносчики
электронов
Переносчики
водородных
атомов

9.

Переносчики электронов в ЭТЦ
Гемы
цитохромов
разных типов
Железо-серные
белки

10.

Переносчики водородных атомов в ЭТЦ

11.

Внутренняя
мембрана
митохондрии
Цитоплазма
Матрикс митохондрии
I комплекс:
FMN
(FeS)5
II комплекс:
ФАД
(FeS)3
СоQ
III комплекс:
цит b
FeS
цит с1
Цит с
IV комплекс:
цит а а3
CuA CuB
½ О2
Н2О
АТР-синтаза
АДФ+Фн
АТФ

12.

Внутренняя
мембрана
митохондрии
Цитоплазма
Матрикс митохондрии
НАДН
I комплекс:
FMN
(FeS)5
II комплекс:
ФАД
(FeS)3
СоQ
III комплекс:
цит b
FeS
цит с1
Цит с
IV комплекс:
цит а а3
CuA CuB
½ О2
Н2О
АТР-синтаза
АДФ+Фн
АТФ

13.

Внутренняя
мембрана
митохондрии
Цитоплазма
Матрикс митохондрии
НАДН
Н+
I комплекс:
FMN
(FeS)5
II комплекс:
ФАД
(FeS)3
СоQ
∆μ̃Н
Н+
Н+
III комплекс:
цит b
FeS
цит с1
Н+
Цит с
Н+
IV комплекс:
цит а а3
CuA CuB
½ О2
Н2О
АТР-синтаза
Н+
АДФ+Фн
АТФ

14.

Механизм перекачки
протонов по типу петли
Межмембранное
пространство
Внутренняя
мембрана
митохондрии
Матрикс
митохондрии
еН+
Н+
е-, Н+

15.

В 60-е годы 20-го столетия
Питер Митчелл выдвинул
хемиосмотическую гипотезу и
ввел понятие
«протонный потенциал».

16.

При окислении в ЭТЦ одной молекулы митохондриального НАДН
синтезируются три молекулы АТФ.

17.

При окислении в ЭТЦ одной молекулы ФАДН2 синтезируются две
молекулы АТФ.

18. 19. Транспортные системы внутренней митохондриальной мембраны

20. Малат-аспартатный челночный механизм

Гликолиз
I комплекс
ЭТЦ
1 - малатдегидрогеназа
2 - транспортная система для переноса 2-оксоглутарата в обмен на малат(А)
3 – малатдегидрогеназа
4 – аспартатаминотрансфераза
5 – транспортная система для переноса аминокислот(В)
6 – аспартатаминотрансфераза

21. 22. Глицерофосфатный челночный механизм

1
2
1. глицерол-3-фосфатдегидрогеназа (цитоплазматическая)
2. глицерол-3-фосфатдегидрогеназа (митохондриальная)

23.

2 - Глицеролфосфатный челночный механизм
При окислении в ЭТЦ одной молекулы гликолитического НАДН через
глицеролфосфатный механизм синтезируются две молекулы АТФ.

24. Схема локализации в эукариотической клетке гликолиза, цикла Кребса и электронтранспортной цепи

25.

26.

Энергетический баланс дыхания
Гликолиз: 2 АТФ
2НАДН
ПДК: 2НАДН
В ЭТЦ
6(4) АТФ
В ЭТЦ
6 АТФ
Цикл Кребса: 3НАДН В ЭТЦ 9 АТФ
В ЭТЦ
1ФАДН2
2 АТФ
1ГТФ
1 АТФ
8(6) АТФ
12 АТФ*2 = 24 АТФ
Всего: 8(6) АТФ +6 АТФ + 24 АТФ = 38(36) АТФ

27.

28.

Внутренняя
мембрана
митохондрии
Цитоплазма
Н+
НАДН
Н+
∆μ̃Н
I комплекс:
FMN
(FeS)5
Глицерол-3фосфатдегидрогеназа
ФАД
Матрикс митохондрии
Н+
II комплекс:
ФАД
(FeS)3
СоQ
III комплекс:
цит b
FeS
цит с1
Н+
Цит с
Н+
IV комплекс:
цит а а3
CuA CuB
½ О2
Н2О
АТР-синтаза
Н+
АДФ+Фн
АТФ

29.

30.

31. 32. Пути превращения пирувата в аэробных условиях

2(CН3 CO
COOН)
Пируват
2НAД
+
2НAДН+Н
2CОА SН
Пируватдегидрогеназный
комплекс (ПДК)
2СО2
2(CН3 CО S
Ацетил - СоА
CОА)

33.

34.

35.

36.

37. 38. Задача

Рассчитайте количество молекул АТР, синтезируемых при
полном
окислительном
пирувата до СO2 и Н2О.
расщеплении
одной
молекулы

39.

40.

Решение:
ПДК: НАДН
В ЭТЦ
3 АТФ
Цикл Кребса: 3НАДН В ЭТЦ 9 АТФ
В ЭТЦ
1ФАДН2
2 АТФ
1ГТФ
1 АТФ
Всего:
12 АТФ
3 АТФ + 12 АТФ = 15 АТФ

41. Задача

Рассчитайте количество молекул АТР, синтезируемых при
полном
окислительном
расщеплении
глицеральдегид-3-фосфата до СO2 и Н2О.
одной
молекулы

42.

43.

Решение:
Гликолиз: НАДН
2 АТФ
ПДК:
НАДН
В ЭТЦ
В ЭТЦ
3(2) АТФ
5(4) АТФ
3 АТФ
Цикл Кребса: 3НАДН В ЭТЦ 9 АТФ
В ЭТЦ
1ФАДН2
2 АТФ
1ГТФ
1 АТФ
12 АТФ
Всего: 5(4) АТФ + 3 АТФ + 12 АТФ = 20(19) АТФ

44.

Вопросы
1. Фазы метаболизма – катаболизм и анаболизм.
2. Функции АТР, Δμ̃H(Δμ̃Na), NAD(P)H.
3. Главные стадии катаболических процессов.
4. Гликолиз – центральный путь катаболизма глюкозы.
5. Энергетический баланс гликолиза в аэробных и анаэробных
условиях.
6. Пути превращения пирувата.
7. Цикл Кребса.
8. Электронтранспортная цепь митохондрий. Хемиосмотическая теория
Митчелла.
9. Транспортные системы внутренней митохондриальной системы.
10. Энергетический баланс дыхания.

45. Cхема катаболических процессов

46. Cхема катаболических процессов

47. Жиры. Жирные кислоты

Основную массу жирового депо
составляют жиры - триацилглицеролы.

48. Гидролиз триацилглицеролов

Жиры. Жирные кислоты
Основную массу жирового депо
составляют жиры - триацилглицеролы.
Гидролиз триацилглицеролов

49.

Жирные кислоты – органические соединения,
содержащие карбоксильную группу и алифатический
углеводородный радикал.
СН3 - СН2 - СН2 - СН2 - СН2 - СН2 - СН2 - СН2 - СН2 - СН2 – СН2 - СН2 - СН2 - СН2 - СН2 - СООН
ω
Жирные кислоты
Насыщенные
Ненасыщенные
Сn:m
Сп - число атомов углерода в данной жирной кислоте;
m - число двойных связей в радикале жирной кислоты.
Общая формула жирных кислот имеет вид: R – СООН,
где R – углеводородный радикал

50. Насыщенные жирные кислоты

Не содержат двойных связей; имеют общую формулу:
СН3 – (СН2)n - СООН
Пальмитиновая кислота: 16:0
СН3 - СН2 - СН2 - СН2 - СН2 - СН2 - СН2 - СН2 - СН2 - СН2 – СН2 - СН2 - СН2 - СН2 - СН2 - СООН
СН3 – (СН2)14 - СООН
Стеариновая кислота: 18:0
СН3 – (СН2)16 - СООН

51. 52. Ненасыщенные жирные кислоты

По положению первой двойной связи от метильного
углерода полиненасыщенные кислоты делятся на
омега-3 и омега-6 (n-3, n-6)
ω-6 или n-6
ω-3 или n-3
ω-6 или n-6

53. 54. Ненасыщенные жирные кислоты

Ненасыщенные
кислоты
жирные
имеют
образованный
изгиб,
двойной
связью.
Если
в
молекуле
имеется
несколько
двойных
связей,
то
возможно
образование витка спирали.
Необходимая степень вязкости
мембран
при
низких
температурах поддерживается за
счет
изменения
соотношения
насыщенных и ненасыщенных
жирных кислот.

55. Окисление жирных кислот

Стадии катаболизма жирных кислот:
1)
β - окисление;
2) цикл Кребса (расщепление ацетил-СоА,
образовавшегося при β -окислении);
3) окислительное фосфорилирование в ЭТЦ
митохондрий за счет энергии НАДН и ФАДН2.

59. Транспорт жирных кислот в митохондрии

English Русский Rules