פיטר דוברומילסקי – פרוטונים: איפה ההטיה?

פוסט זה מוגש כשירות לציבור. הזכויות על התוכן שייכות לכותב של הפוסט המקורי. את הפוסט המקורי ניתן למצוא בכתובת הזאת.

תרגום: מיכל גביש.

תקציר מינהלים: קומפלקס 1 וקומפלקס 2 הם שני שערי כניסה נפרדים לשרשרת מעבר האלקטרונים. גלוקוז מעדיף קומפלקס 1, שומן מעדיף קומפלקס 2. עכשיו בגרסה המורחבת:

כאן יש לנו סכמה נחמדה של שרשרת העברת אלקטרונים בתוך תרשים של מיטוכונדריון שנלקח מתמונות של Wiki.

קומפלקס ATP סינטטז המוצג בפינה השמאלית העליונה של תרשים המיטוכונדריה מאפשר לפרוטונים מחוץ לממברנה הפנימית של המיטוכונדריה לעבור בחזרה אל המטריקס של המיטוכונדריה, בתהליך יצירת ה ATP. בתנאי לבנים לא מעשנים מפל אלקטרוכימי זה עשוי להתקיים היטב בחינם על ידי גיאוכימיה של סרפנטינציה בתוספת של אוקיינוס חומצי. כיום שילוב תנאים של  pH עם מפל חשמלי אשר מניע מפעל ATP זה, מתוחזק על ידי שרשרת העברת אלקטרונים. זה מעביר פרוטונים בעלי מטען חשמלי חיובי מתוך המטריקס של המיטוכונדריה כדי לשמור על המפל אשר נופל במהלך ייצור ATP.

בתרשים ניתן לראות שתי גירסות של ETC שיוצאות מתוך מעגל החומצה הציטרית. בצד הימני העליון מולקולה של NADH מספקת אלקטרונים לקומפלקס 1. קומפלקס 1 שואב כמה פרוטונים, מוסר אלקטרונים למאגר קואנזים Q (שהוא Coq, מסומן Q בתרשים) של העברת האלקטרונים אשר לאחר מכן מוסר אותם הלאה אל קומפלקס 3. קומפלקס 2 אינו מעורב כאן. מאגר Coq היא מאגר נייד שהוא נשא מחזר (מוביל אלקטרונים) שמעביר אלקטרונים לקומפלקס 3

בגרסה השנייה, המוצגת באזור התחתון, סוקסינט מזין את קומפלקס 2. קומפלקס 2 הוא בעצם האנזים סוקסינט דהידרוגנאז של מעגל חומצת לימון. הוא בנוי על דופן הממברנה הפנימית של המיטוכונדריה ומעביר את האלקטרונים שלו ישירות למאגר Coq, בלי מעורבות של קומפלקס 1. הבדל נוסף הוא כי קומפלקס 2 כלל לא שואב פרוטונים.

שאיבת הפרוטונים שנעשית על ידי מעבר אלקטרונים דרך קומפלקס 3 וקומפלקס 4 אינה תלויה במקום שבו הם נכנסו לתוך ה ETC. כל מה שנכנס למאגר Coq ואילך עובר דרך דרך קומפלקסים 3 ו-4. בעיקר.

אז יש לנו את מעגל חומצת לימון שמעבד אצטיל-CoA לטון [המון] NADH עבור קומפלקס 1 ונקודה זעירה של FADH2 לתוך קומפלקס II.

FADH2 הוא די מסובך. הוא מוטבע עמוק בתוך האנזים סוקסינט דהידרוגנאז ומעולם, ככל שאני יודע, לא הולך למקום אחר. זה מצב של החלפה בין FAD ו-FADH2 כמו במעגל חומצת לימון ובעצם משמש כגשר להעביר את החימצון היעיל של סוקסינט בצימוד לחיזור Coq.

מסלול אחר של ETC, אשר נראה מוזנח אנושות, הוא העברת אלקטרונים דרך פלאבופרוטאין דהידרוגנז, שלמרבה הצער אין לו שם שימושי. ETFD יושב על המברנה הפנימית של המיטוכונדריה ומעביר אלקטרונים לצימוד Coq, כמו שקומפלקס 2 עושה, גם בלי שאיבת פרוטונים. ETFD מקבל את האלקטרונים שלו מ FADH2 של מעביר האלקטרונים פלאבופרוטאין אשר, למרבה המזל, מקבל את אלקטרונים שלו מ FADH2 של אצטיל CoA דהידרוגנז, האנזים הראשון של חמצון בטא. חזרה אל הטריטוריה שלי.

אוף.

אז חומצות שומן בחימצון בטא מוזנות ל ETC באנזים הממברנלי "כמו קומפלקס 2". הוא משתמש בFADH2 לעשות זאת. זה מייצר גם כן כמות קטנה של NADH.

אז יש לנו שתי כניסות שהן לא קומפלקס 1 לזוג Coq.

דרך אגב: יש שלוש כניסות, אם נכלול גליצרול-3-פוספט דהידרוגנאז. ארבע אם נכלול גליצרול-3-פוספט אוקסידאז וכנראה אפילו יותר. אבל בואו נשמור את זה פשוט ונסתפק בשתיים … למעשה גליצרול-3-פוספאט אוקסידאז באמת מעניין כי הוא באופן ספציפי מייצר אנזימית H2O2. ייצור H2O2 נחשב בדרך כלל כדבר רע. כעת, על מה יכולה לאתת יצירה מכוונת זו של H2O2? מעניין מאוד! על זה אולי ביום אחר.

אז, תשומות מעגל חומצת לימון דרך FADH2 הן רק כמה אלקטרונים בקומפלקס 2 בהשוואה למספר שמתקבל באמצעות NADH בקומפלקס 1. הגליקוליזה היא אפילו יותר מכוונת קומפלקס 1 כיוון שהיא מוסיפה רק NADH לייצור אצטיל-CoA שלה. עם זאת יש תשומות ניכרות מחמצון בטא דרך FADH2 של מסלול ETFD, עם קלט מועט יחסית של  NADH מתהליך חמצון בטא, שוב בנוסף להפקת אצטיל-CoA . ברור שכל אצטיל-CoA מייצר אותו יחס של NADH לFADH2.

ההשפעה המעשית שניתן לראות מערכים אלה פורסמה בדרך יפה על ידי לוקאס טפור כאן. ציטוט ישיר:

כפי שאתם יכולים לראות גלוקוז מייצר 5 מולקולות של NADH לכל מולקולת FADH2 ושומן מייצר 2 מולקולות של NADH לכל מולקולת FADH2.

קומפלקס 1 מונע מגלוקוז באופן משמעותי יותר חזק מאשר שומן עושה. כמו שלקומפלקס-2 לסוגיו יש נטיה להנעה עם שומן והם מקבלים אספקת FADH2 מ ETFD בכמות שסוקסינט דהידרוגנז מספק וכמה FADH2 מאצטיל-CoA .

שתי התשומות של FADH2 עושות בדיוק את אותו הדבר לצימוד Coq, הם מחזרים אותם. למאגר Coq מחוזר יש השלכות משמעותיות עבור הובלת האלקטרונים וייצור רדיקלים חופשיים.

אני דווקא אוהב לאכול שומן. מה זה עושה לקומפלקס 1?

התשובה לכך לא ברורה.

חלק ראשון בסדרה פרוטונים: איפה המשאבהאיפה המשאבה

החלק הבא: סופראוקסיד

פיטר

מודעות פרסומת

כתיבת תגובה

הזינו את פרטיכם בטופס, או לחצו על אחד מהאייקונים כדי להשתמש בחשבון קיים:

הלוגו של WordPress.com

אתה מגיב באמצעות חשבון WordPress.com שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת Twitter

אתה מגיב באמצעות חשבון Twitter שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת Facebook

אתה מגיב באמצעות חשבון Facebook שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת גוגל פלוס

אתה מגיב באמצעות חשבון Google+ שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

מתחבר ל-%s