Зависимость активности ферментов от температуры
 Скачать 2.67 Mb.
|
|
47Г.Названия, состав и функции комплексов митохондриальной дыхательной цепи. Какова роль цитохромоксидазы? Что является окисляемыми субстратами для комплекса I и комплекса II? Что такое коэффициент P/O и чему он равен при окислении субстратов через комплекс I и комплекс II? Привести полную схему митохонд-риальной дыхательной цепи с учетом группировки ферментов и коферментов в комплексы. На каком этапе дыхательной цепи цианиды блокируют ее? 1) НАДН-КоQ-дегидрогеназа (представлен 23-30 субъединицами). В его состав входят кофермент ФМН (флавинмононуклеотид) и железосерные белки, содержащие негеминовое железо. Функция- катализирует перенос водорода и электроновот НАДH∙H+ на убихинон. Переносит 2 иона Н+ в межмембранное пространство. 2) Сукцинат-КоQ-дегидрогеназа. Имеет меньшую молекулярную массу и также содержит железосерные белки. В состав комплекса входит кофермент ФАД (флавин-аденин-динуклеотид) и фермент сукцинатдегидрогеназа, который является одновременно ферментом цикла Кребса. Сукцинат-убихинон-оксидоредуктаза катализирует перенос водорода от сукцинатана убихинон 3)Цитохром С-дегидрогенеаза.Сложный олигомерный белок, включающий цитохром b и цитохром с1, 2 железосерных белка. Принимает электроны от коэнзима Q и передает их на цитохром с. Переносит 4 иона Н+ в межмембранное пространство. 4) Цитохром а-цитохромоксидаза. В этом комплексе находятся цитохромы а и а3, 2 иона меди. Принимает электроны от цитохрома с и передает их на кислород с образованием воды. Переносит 2 иона Н+ в межмембранное пространство. 5) АТФ-синтаза. Состоит 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. Роль цитохромоксидазы- Цитохромоксидаза имеет гораздо более низкую Кмь(т.е. более высокое сродство) к O2, чем Hb, и поэтому клетки «высасывают» O2 из крови. Субстраты для комплекса 1-малат, изоцитрат, -кетоглутарат, глутаминовая кислота и др. Субстраты для комплекса 2- сукцинат, ацил-KoA, глицерол-3-фосфат (-глицерофосфат). Коэффициент окислительного фосфорилирования (Р/О) показывает, какое количество неорганического фосфата затрачивается для фосфорилирования АДФ при использовании 1 атома кислорода на образование 1 молекулы воды.Коэффициент окислительного фосфорилирования численно равен количеству моль АТФ, синтезированных в результате окислительной реакции. Схема  При окислении субстратов через 1 комплексР/О 3. При окислении субстратов через 2 комплексР/О 2. Цианиды блокируют 4 комплекс- цитохром-а-цитохромоксидазу 48.Д.Изобразить полную схему митохондриальной цепи переноса электронов (ЦПЭ) с указанием ее отдельных звеньев и пунктов сопряжения с фосфорилированием. Какие ферменты (названия) и какого класса по классификации ферментов работают в ней? Какие используются коферменты, производными каких витаминов являются эти коферменты? Ферменты- Класс-оксиредуктазы К числу ферментов дыхательной цепи относятся: 1. Пиридинзависимые дегидрогеназы с коферментом НАД + и НАДФ+; 2. Флавинзависимые дегидрогеназы (флавопротеиды), у которых простетической группой служат ФМН и ФАД; 3. Цитохромы и цитохромоксидаза, их простетической группой является гем. Коферменты- флавинмононуклеотид(ФМН)- производный витамина В2 флавинадениндинуклеотид(ФАД)- производный витамина В2 Никотинамидадениндинуклеотид(НАД)- производный витамина РР Гем(Fe+3) Cu2+ 49Е.Почему происходит перенос электронов в ЦПЭ? Сколько молей АТФ фактически образуется при переносе 2 H+ и 2 электронов от ФАДН2 на кислород?Строение и функционирование митохондриальной АТФ-синтазы (V комплекса). В какой субъединице АТФ-синтазы происходит синтез АТФ из АДФ и неорганического фосфата? 1)Все компоненты ЦПЭ располагаются во внутренней мембране митохондрий в порядке возрастания окислительно-восстановительных потенциалов (редокс-потенциалов).Самый низкий редокс-потенциал у NADH (-0,32В), а самый высокий редокс-потенциал у кислорода (+0,82В).Это обеспечивает последовательное перемещение электронов от NADH (или FADH2) на O2, при котором происходит выделение энергии на каждом этапе ЦПЭ. 2)2 моль АТФв расчете на 1 моль дегидрируемого субстрата. 3)АТФ-синтаза. Состоит 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. При накоплении в межмембранном пространстве достаточного кол-ваH+, происходит их присоединение к ферменту = изменяется заряд и конформация фермента.Это приводит к раскрытию протонного канала АТФ-синтазы =H+ переносятся в матрикс по градиенту концентрации.Это приводит к активации поверхностной части фермента, кот. катализирует синтез АТФ. При переносе электронов через поверхностную часть АТФ-синтазы происходит её вращение по кругу.И каждый поворот на 120 приводит к синтезу 1 молекулы АТФ. 50. Эффект разобщитель окислительного фосфорилирования. 2,4-динитрофенол может переносить ионы водорода через мемебрану в сторону их меньшей концентрации. В результате уничтожения дельта-мю H+ энергия рассевается в форме тепла. Потребление кислорода и окисление субстратов при этом продолжаются, но синтез АТФ невозможен. Роль клеток бурого жира в организме. Основной функцией ткани является несократительный термогенез (часть механизма терморегуляции). Окислительная способность митохондрий бурого жира в 20 раз выше, чем у белого жира. При термогенезе в бурой ткани задействован белок термогенин, который разобщает окислительное фосфорилирование и дыхание. Привести полную схему дыхательной цепи и указать все пункты сопряжения окисления и фосфорилирования.   В дыхательные цепи есть три пункта, связанные с перекачкой протонов: комплексы один, три и четыре. Цепь переноса электронов работает как протонный насос, перекачивая ионы водорода из матрикса на наружную сторону мембраны. Энергия разности окислительно-восстановительных потенциалов веществ трансформируется в энергию протонного электрохимического потенциала дельта мю H+. Образующаяся АТФ при участии АДФ-АТФ-транслоказы транспортируется из матрикса на наружную сторону мембраны и попадает в цитозоль. Одновременно таже транслоказа переносит АТФ в обратном направлении, из цитозоля в матрикс митохондрий. Какова эффективность окислительного фосфорилирования, если акцептором водорода является комплекс 1 дыхательной цепи? (не нашла)51. Строение митохондрий и организация дыхательной цепи. Митохондрии имеет форму цилиндра с закругленными концами. Имеют внешнюю и внутреннюю мембраны. Внутренняя мембрана образует кристы. Содержимое пространства, ограничиваемого внутренней мембраной, называют матриксом. Внешняя мембрана свободно проницаема для молекул. Проницаемость внутренней мембраны определяется наличием специфических транспортных систем. Что такое дыхательный контроль? Дыхательный контроль это зависимость дыхания митохондрий от концентрации АДФ. От чего зависит интенсивность тканевого дыхания? Тканевое дыхание, как и любой другой процесс в клетке, регулируется концентрацией субстратов, вступающих в реакцию (в данном случае-это АДФ и неорганический фосфат), и продуктами этой реакции (АТФ) при обязательном переносе электронов по дыхательной цепи, с прекращением которого синтез АТФ становится невозможным. Интенсивность тканевого дыхания в различных тканях зависит от количества потребления кислорода.  НАД-зависимые дегидрогеназы - НАДH-дегидрогеназа, QH2-дегидрогеназа, цитохромоксидаза (оксидоредуктазы) ФАД-зависимые дигидрогеназы - сукцинатдегилрогеназа, дегидрогеназа жирных кислот (оксидоредктазы) Убихинон (?)52. Название, состав и функции комплексов митохондриальной дыхательной цепи. Комплекс 1- НАДH-КоQ-дегидрогеназа. Представляет собой ФМН-содержащий фермент. На этом этапе происходит разделение электронов и протонов водорода. Комплекс 2- Сукцинат-КоQ-дегидрогеназа. Входит ФАД и фермент сукцинатдегидрогеназа. Катализируют перенос водорода от сукцината на убихинон. Комплекс 3- Цитохром С-дегидрогеназа. Содержит 2 протомера - Цитохром b и c1. Он осуществляет перенос электронов с QH2 на цитохром с. Комплекс 4- Цитохром А-цитохромоксидаза. Содержит цитохромы а и а3. Действует как цитохромоксидаза. Этот комплекс цитохромов переносит электроны с цитохрома с на кислород. Комплекс 5- АТФ-синтаза. Синтезирует АТФ из АДФ и неорганических фосфатов. Энергию получает от протонов, проходящих по электрохимическому градиенту. Какова роль цитохром оксидазы? Цитохромоксидазы, помимо гема, содержит ионы меди, которые тоже участвует в переносе электронов, меняя валентность. Цитохромоксидазы имеет более высокое средство к кислороду, чем гемоглобин, и поэтому клетки высасывают кислород из крови. Назовите субстраты для комплекса 1 и 2. 1- рибофлавин(витамин В12). 2- гем, содержащий ион Fe3+, который может принимать и превращаться в Fe2+. Что означает коэффициент фосфорилирования Р/О и чему он равен при окислении субстратов 1 и 2 комплекса? Это отношение количества связанной H3PO4 к количеству поглощенного кислорода. 53 К. Объясните механизм окислительного фосфорилирования на примере хемиосмотической теории. Назовите автора этой теории. Характеристика ферментов 1 комплекса. Сколько молей АТФ фактически образуется при переносе протонов и электронов с НАДН2 на кислород? *Механизм: перенос электронов сопровождается выводом протонов в межмембранное пространство митохондрий. Так на внутренней мембране создается электрохимический градиент, который и запускает работу АТФ-синтетазы. Иными словами, синтез АТФ осуществляется за счет осмотической энергии протонного градиента. Автор-П. Митчелл. *1 комплекс – НАДН-дегидрогеназа. В результате работы данного комплекса происходит перенос 2е и 2Н+ на убихинон с НАД- и ФАДзависимыхдегидрогеназ. *3 моля. 54 Л. Строение и функционирование митохондриальной АТФ-синтетазы (V-комплекс). В какой субъединице АТФ-синтетазы происходит синтез АТФ из АДФ и неорганического фосфата. Эффект разобщителей окислительного фосфорилирования. Привести схему митохондриальной дыхательной цепи и указать пункты сопряжения окисления и фосфорилирования. Какова эффективность окислительного фосфорилирования, т.е. отношение P/O, если акцептором водорода является II комплекс дыхательной цепи? *Н+-АТФ-аза интегральный белок внутренней мембраны митохондрий, она состоит из 2 белковых комплексов F0 и F1. Гидрофобный комплекс F0 погружён в мембрану и служит основанием, которое фиксирует АТФ-синтазу в мембране. Он состоит из нескольких субъединиц, образующих канал, по которому протоны переносятся в матрикс. Комплекс F1 выступает в митохондриальный матрикс. Он состоит из 9 субъединиц (3α, 3β, γ, δ, ε). АТФ-синтетаза обеспечивает обратимое взаимопревращение энергии электрохимического потенциала и энергии химических связей. *Синтез происходит в F1-субъединице. *Эффектами разобщителей являются снижение кол-ва АТФ, увеличения АДФ, возрастание скорости потребления О2, окисления НАДН2, ФАДН2, а образовавшаяся свободная энергия выделяется в виде теплоты.  *Пунктами сопряжения являются 1, 3 и 4 комплексы. *Р/О 2 комплекса = 2. |