130
16 - ma’ruza mavzusi: Nafas olish zanjirining tuzilishi, fosforlanish
nuqtalari. Oksidlanishli fosforlanish mexanizmi. Mitchell nazariyasi.
Reja:
16.1. Nafas olish zanjirining strukturasi va vazifasi.
16.2. Oksidlanishli fosforlanish mexanizmi.
16.3. Mitoxondriyada nafas olish va fosforlanish tutashuvining
mexanizmi.
16.4. Biologik oksidlanish reaktsiyalarida kislorodning iste’mol qilinish
yo`llari.
16.1. Nafas olish zanjirining strukturasi va vazifasi.
Nafas olish zanjiri –
NAD ga bog`liq degidrogenazalarning substratga ta’siri natijasida hosil bo`lgan,
qaytarilgan NAD (NAD∙H + H
+
) dan yoki flavinli degidrogenazalarning substratga
ta’siri natijasida hosil bo`lgan, qaytarilgan FAD (FAD∙H
2
) dan proton va
elektronlarni kislorodga o`tkazuvchi o`ziga xos konveyer. Nafas olish zanjiri
proton va elektronlarning quyidagi tashuvchilaridan iborat: flavoproteid-1 (FP) –
tarkibida koferment sifatida FMN tutadi, koferment Q (yoki ubixinon), ikkita temir
va
oltingugurt tutuvchi, geminsiz temir tutuvchi oqsillar va b,c
1
, c, a, a
3
,
sitoxromlari.
NAD∙H tarkibidagi vodorod uning birinchi aktseptori FMN flavoproteid
bo`lgan joyda flavoproteidga uzatiladi, FAD∙H
2
tarkibidagi vodorod esa nafas
olishning KoQ joylashgan qismida uzatiladi. Nafas olish zanjirining NAD∙H dan b
sitoxromgacha bo`lgan qismi proton va elektronlarning
tashuvchilari sifatida
ishtirok etadi. b sitoxromdan boshlab kislorodgacha vodorod va elektronlar oqimi
ajraladi, chunki nafas olish zanjirining bu qismida faqat elektron tashuvchilar
bo`ladi (sitoxromlar hamda alohida temir va oltingugurtli oqsil).
Mitoxondriyadagi nafas olish zanjiri komponentlarining tuzilishi. Nafas
olish zanjiri struktura tuzilishiga ega, chunki uning komponentlari suvda eriydigan
holatda joylashmasdan, balki mitoxondriyaning ichki membranasida o`rnashgan.
Turli xil to`qima va organlarning mitoxondriyalaridagi nafas olish zanjirlarining
miqdori bir xil emas. Masalan, jigarda ularning soni bitta mitoxondriyada
taxminan
5000, yurakda esa 20000 ni tashkil etadi. Shu sababdan yurakning
mitoxondriyalari, jigarning mitoxondriyalaridan faolroq nafas olishi bilan farq
qiladi.
Nafas olish zanjirining tashuvchilari lipidlar o`rab turgan holda joylashadi
(membrananing lipid qavatida “suzib yuradi”) va c sitoxromdan boshqalari
membrana bilan mustahkam bog`langan.
Flavoproteid NAD∙H
– degidrogenaza hisoblanadi.
Bu murakkab oqsil
tarkibida FMN - NAD∙H dan proton va elektronlarni qabul qilib oluvchi xossaga
ega. Shuningdek, u bilan KoQ da proton va elektronlarni tashishda ishtirok etuvchi
temir
va
oltingugurtli
oqsillardan
biri
ham bog`langan. NAD∙H
–
degidrogenazaning faol markazi ichki membrananing ichki tomonida joylashgan,
shuning uchun NAD ning degidrirlanishi shu tomonda amalga oshadi.
Nafas olish zanjiri tashuvchilarining tavsifi. NAD∙H-degidrogenaza yoki
flavoproteid-1 tarkibida koferment sifatida FMN bo`lib, u NAD∙H dan vodorodni
131
qabul qilib oladi. Bu flavinli ferment koferment Q da elektron va protonlarni
uzatishda ishtirok etuvchi temir va oltingugurtli oqsil bilan mustahkam bog`langan.
Temir va oltingugurtli oqsillar nafas olish zanjirining
ikkinchi qismida
flavoproteid va koferment Q hamda va c
1
sitoxromlari oralig`ida elektron va
protonlarni tashishda ishtirok etadi. Nafas olis zanjiridagi ikkala temir va
oltingugurtli oqsillar bir-biridan oksidlanish-qaytarilish potentsiallarining qiymati
bilan farq qiladi. Bu oqsillar membrananing lipid qavatida joylashgan.
Koferment Q yoki ubixinon membrananing lipid qavatida erigan. Membrana
bo`ylab yoki ko`ndalang holda membranadan o`tishi mumkin.
b sitoxrom turli shakllarga ega. Nafas olish zanjirida b
562
va b
566
sitoxromlari
mavjud. Ular membrana lipid qismining ichki(matriks)
tomonining tashqi yuzasi
bilan tutashgan joyida kompleks hosil qiladi.
c
1
sitoxrom lipid qavatning ichki membrananing tashqi yuzasiga yaqin joyida
o`rnashgan. C sitoxrom suvli eritmaga oson o`tadi, ichki membrananing tashqi
yuzasida joylashgan va qizig`i, membranalararo bo`shliqqa chiqishi mumkin.
a va a
3
sitoxromlar sitoxromoksidaza deb ataluvchi kompleks hosil qiladi.
Bu kompleks membranani tashqi tomondan, a sitoxrom joylashgan lipid qavatdan
a
3
sitoxrom joylashgan ichki tomongacha kesib o`tadi. a
3
sitoxromning faol
markazi matriksga tomon qaragan. Boshqa sitoxromlardan farqli ravishda
sitoxromoksidaza tarkibida Cu
+
ham bo`ladi. Hamma sitoxromlar elektronlarni
tashishda qaytar oksidlanishga uchraydi. Qaytar
oksidlanish jarayonida
oksidlanish darajasi Fe
3+
dan Fe
2+
ga o`zgaradi.
Proton va elektronlar tashilishining yo`nalishini oksidlanish-qaytarilish
potentsiallari, aynan NAD∙H
2
dan (E
0
= -0,32 V) kislorodga (E
0
= +0,81 V) belgilab
beradi.
Mohiyatiga ko`ra to`qima nafas olishi qisqartirilgan holda vodorodning
kislorodda portlashi bilan boradigan yonish reaktsiyasining tenglamasi ko`rinishida
bo`ladi:
H
2
+ O
2
→ H
2
O
Farq shundaki, to`qima nafas olishida
molekulyar vodorod emas, balki
organik moddalardan ajralgan va kofermentlar bilan bog`langan vodoroddan
foydalaniladi. Shu sababli to`qima nafas olishida energiyaning bir lahzada emas,
bosqichma-bosqich ajralishi ro`y beradi. Bu energiya ATF ning fosfat bog`larida
to`planadi va hujayraning hayot faoliyati uchun sarflanadi.
Do'stlaringiz bilan baham: