Hengitysteiden elektronien kuljetusketju

Hengityksen elektronien kuljetusketju , myös elektronien kuljetusketju (lyhennetty ETC , eng.  ETC, Electron transport chain ) on transmembraanisten proteiinien ja elektronien kantajien järjestelmä, joka on välttämätön energiatasapainon ylläpitämiseksi. ETC ylläpitää tasapainoa siirtämällä elektroneja ja protoneja NADH :sta ja FADH 2 :sta elektronien vastaanottajalle. Aerobisen hengityksen tapauksessa molekyylihappi (O 2 ) voi olla vastaanottaja. Anaerobisen hengityksen tapauksessa akseptori voi olla NO 3- , NO 2- , Fe 3+ , fumaraatti , dimetyylisulfoksidi , rikki , SO 4 2- , CO 2 jne . Prokaryoottien ETC sijoittuu CPM :ään , eukaryootit - sisäkalvon mitokondrioissa . [1] Elektronien kantajat on järjestetty pienenevän elektroniaffiniteetin eli niiden redoxpotentiaalin mukaan, missä vastaanottajalla on vahvin elektroniaffiniteetti. Siksi elektronin kuljetus läpi ketjun etenee spontaanisti energian vapautuessa. Energian vapautuminen kalvojen väliseen tilaan elektronien siirron aikana tapahtuu vaiheittain protonin (H + ) muodossa. Protonit kalvojen välisestä tilasta tulevat protonipumppuun , jossa ne indusoivat protonipotentiaalin . ATP-syntaasi muuttaa protonipotentiaalin ATP :n kemialliseksi sidosenergiaksi . ETC:n ja ATP:n syntaasin konjugaattityötä kutsutaan oksidatiiviseksi fosforylaatioksi .

Mitokondrioiden elektronien kuljetusketju

Eukaryoottisissa mitokondrioissa elektronien kuljetusketju alkaa NADH:n hapettumisesta ja ubikinoni Q:n pelkistämisestä kompleksilla I. Lisäksi kompleksi II hapettaa sukkinaatin fumaraatiksi ja pelkistää ubikinoni Q :n. Sytokromikompleksi III hapettaa ja pelkistää ubikinoni Q :n. Ketjun lopussa kompleksi IV katalysoi elektronien siirtymistä sytokromi c : stä happeen muodostaen vettä . Reaktion seurauksena jokaista ehdollisesti vapautuvaa 6 protonia ja 6 elektronia kohti vapautuu 2 vesimolekyyliä 1 O 2 -molekyylin ja 10 NAD∙H-molekyylin kulutuksen vuoksi .

NADH-dehydrogenaasikompleksi

Pääartikkeli: NADH-dehydrogenaasikompleksi

Kompleksi I tai NADH-dehydrogenaasikompleksi hapettaa NADH:n . Tällä kompleksilla on keskeinen rooli soluhengityksen ja oksidatiivisen
fosforylaation prosesseissa . Lähes 40 % ATP -synteesin protonigradientista syntyy tällä kompleksilla [ 2] . Kompleksi I hapettaa NADH :n ja pelkistää yhden ubikinonimolekyylin , joka vapautuu kalvoon . Jokaista hapetettua NADH - molekyyliä kohden kompleksi kuljettaa neljä protonia kalvon läpi . NADH-dehydrogenaasikompleksi vie häneltä pois [ selventää ] kaksi elektronia ja siirtää ne ubikinonille . Ubikinoni on rasvaliukoinen . _ Ubikinoni kalvon sisällä diffundoituu kompleksiksi III. Tämän lisäksi kompleksi I pumppaa 2 protonia ja 2 elektronia matriisista mitokondrioiden kalvojen väliseen tilaan .

Kofaktorit

Kaikki NADH-dehydrogenaasikompleksin proteettiset ryhmät (yksi flaviinimononukleotidi (FAD) ja 8-9 rauta-rikkiklusteria ) sijaitsevat perifeerisessä vesiliukoisessa domeenissa. Nisäkkäillä, kuten kaikilla selkärankaisilla , on kahdeksan [3] . Seitsemän klusteria muodostaa ~96 Å pitkän elektroninkuljetusketjun FMN :stä ubikinonin sitoutumiskohtaan . Nykyisten tietojen perusteella uskotaan, että elektronien siirto tapahtuu seuraavaa reittiä pitkin: NADH → FMN → N3 → N1b → N4 → N5 → N6a → N6b → N2 → Q.

Ensin kaksi elektronia siirretään flaviiniin ja sitten ne yksitellen klusteriketjun kautta kinonin sitoutumiskohtaan ja pelkistävät sen Q- 2 -tilaan . N1a -klusteri sijaitsee lähellä flaviinikofaktoria ja jonkin matkan päässä pääelektronin kuljetusketjusta. Tämä klusteri on erittäin säilynyt eri lajeissa ; sen uskotaan säätelevän elektronien kuljetusnopeutta kompleksin sisällä siirtämällä elektronin FMN:stä [4] . On olemassa malli, jonka mukaan yksi flaviinin elektroneista kulkee päätietä pitkin kinoniin ja toinen varastoituu N1a-klusteriin ja palaa myöhemmin pääketjuun flavosemikinonin kautta. On mahdollista, että tämä mekanismi mahdollistaa reaktiivisten happilajien muodostumisen vähentämisen pelkistetyssä flaviinissa. Lisäksi se mahdollistaa tilan stabiloinnin (jopa millisekuntiin ), kun viimeinen N2-klusteri palautetaan, mutta toista elektronia ei ole, joka saattaisi ubikinonin pelkistyksen loppuun. Tällainen tila voi olla tarpeen protonikuljetukseen liittyville konformaatiomuutoksille .

Joillakin ketjun klustereilla (N3, N4 ja N6a) on korkea redox-potentiaali (pelkistyspotentiaali) tasolla –0,25 V , kun taas kolmella muulla (N1b, N5 ja N6b) on pienempi potentiaali. Tämän seurauksena redox-potentiaali elektronin reitillä muuttuu kuin vuoristorata . Tällainen energiatilan muutoskäyrä on tyypillinen monille redox - entsyymeille: se mahdollistaa elektronien siirtonopeuden optimoinnin ja tehokkaan energiansiirron [4] .

N5-klusterilla on erittäin alhainen potentiaali ja se rajoittaa elektronien kokonaisvirtauksen nopeutta koko piirissä. Tavallisten rauta-rikkikeskusten ligandien (neljä kysteiinitähdettä ) sijasta sitä koordinoi kolme kysteiinitähdettä ja yksi histidiinitähde , ja sitä ympäröivät myös varautuneet polaariset tähteet, vaikka se sijaitsee syvällä entsyymissä [ 4] .

Ketjun terminaalisessa klusterissa N2 on myös epätavallisia ligandeja . Sen redox-potentiaali on korkein kaikista klusteista (-0,1 - -0,15 V). Se liittyy neljään peräkkäiseen kysteiinitähteeseen polypeptidiketjussa, mikä luo jännittyneen konformaation. Tästä johtuen, kun se palautetaan, viereisissä ketjuissa tapahtuu konformaatiomuutoksia, jotka mahdollisesti liittyvät protonien kuljetukseen [4] .

Klusteri N7 on läsnä vain joidenkin bakteerien kompleksissa I. Se erottuu merkittävästi muista klusteista eikä voi vaihtaa elektroneja niiden kanssa, joten ilmeisesti se on jäänne . Joistakin kompleksiin I liittyvistä bakteerikomplekseista löydettiin neljä konservoitunutta kysteiinitähdettä N7:n ja muiden klustereiden väliltä, ​​ja ylimääräinen Fe 4S 4 -klusteri, joka yhdistää N7: n jäljellä oleviin klustereihin , löydettiin Aquifex aeolicus -bakteerin kompleksista I. Tämä johtaa johtopäätökseen, että A. aeolicus -kompleksissa I voi NADH:n lisäksi käyttää toista elektronin luovuttajaa, joka siirtää ne N7:n kautta [5] .

Reaktio

NADH-dehydrogenaasikompleksi hapettaa matriisiin trikarboksyylihappokierron aikana muodostuneen NADH:n . NADH:n elektroneja käytetään regeneroimaan kalvonkuljettaja, ubikinoni Q, joka kuljettaa ne seuraavaan mitokondrioiden elektroninkuljetusketjun kompleksiin, kompleksiin III tai sytokromi bc 1 -kompleksiin [21] .

NADH-dehydrogenaasikompleksi toimii kuin protonipumppu : jokaista hapetettua NADH :ta ja pelkistettyä Q:ta kohden pumpataan neljä protonia kalvon läpi kalvojen väliseen tilaan [6] :

NADH + H + + Q + 4H + sisään → YLI + + QH 2 + 4H + ulos

Reaktion aikana muodostunutta sähkökemiallista potentiaalia käytetään ATP :n syntetisoimiseen . Kompleksi I:n katalysoima reaktio on palautuva, prosessi, jota kutsutaan aerobisen sukkinaatin aiheuttamaksi NAD + :n pelkistykseksi . Olosuhteissa, joissa kalvopotentiaali on korkea ja ubikinolien ylimäärä, kompleksi voi pelkistää NAD + :n käyttämällä elektronejaan ja siirtää protoneja takaisin matriisiin. Tämä ilmiö havaitaan yleensä, kun sukkinaattia on paljon mutta oksaloasetaattia tai malaattia vähän . Ubikinonin pelkistyksen suorittavat entsyymit sukkinaattidehydrogenaasi , glyseroli-3-fosfaattidehydrogenaasi tai mitokondrioiden dihydroorotaattidehydrogenaasi . Korkean protonigradientin olosuhteissa kompleksin affiniteetti ubikinoliin kasvaa ja ubikinolin redox-potentiaali pienenee sen pitoisuuden lisääntymisen vuoksi, mikä mahdollistaa elektronien käänteisen kuljetuksen mitokondrion sisäisen kalvon sähköpotentiaalia pitkin NAD [7] . Tämä ilmiö on havaittu laboratorio-olosuhteissa, mutta ei tiedetä tapahtuuko se elävässä solussa.

Protonien siirtomekanismi

Kompleksin I tutkimuksen alkuvaiheessa malli, joka perustuu oletukseen, että Q-syklin kaltainen järjestelmä toimii kompleksissa . Myöhemmät tutkimukset eivät kuitenkaan löytäneet sisäisesti sitoutuneita kinoneja kompleksista I ja kumosi täysin tämän hypoteesin [8] .

NADH-dehydrogenaasikompleksilla näyttää olevan ainutlaatuinen protonien kuljetusmekanismi itse entsyymin konformaatiomuutosten kautta. ND2-, ND4- ja ND5-alayksiköitä kutsutaan antiportin kaltaisiksi, koska ne ovat homologisia toisilleen ja bakteerien Mrp Na + /H + -antiporteille. Nämä kolme alayksikköä muodostavat kolme pääprotonikanavaa, jotka koostuvat konservoituneista varautuneista aminohappotähteistä (pääasiassa lysiinistä ja glutamaattista ). Neljännen protonikanavan muodostavat osa Nqo8-alayksiköstä ja pienet alayksiköt ND6, ND4L ja ND3. Kanava on rakenteeltaan samanlainen kuin samankaltaiset antiportin kaltaisten alayksiköiden kanavat, mutta sisältää epätavallisen suuren määrän tiheästi pakattuja glutamaattijäämiä matriisin puolella, mistä johtuu nimi E-kanava (latinalaista E:tä käytetään glutamaatin standardinimityksenä). ND5-alayksikön C-päästä ulottuu venymä , joka koostuu kahdesta transmembraanisesta heliksistä, joita yhdistää epätavallisen pitkä (110 Å) α-heliksi [4] (HL), joka kulkee kompleksin matriisia päin olevaa puolta pitkin, yhdistää fyysisesti kaikki kolme antiportin kaltaista alayksikköä ja mahdollisesti osallistuu elektronien kuljetuksen kytkemiseen konformationaalisella uudelleenjärjestelyllä. Toinen konjugoiva elementti, βH, muodostuu sarjasta päällekkäisiä β-hiusneuloja ja α-kierteitä, ja se sijaitsee kompleksin vastakkaisella, periplasmisella puolella [9] . Vielä on täysin tuntematonta, kuinka tarkalleen elektronien kuljetus liittyy protonien kuljetukseen. Uskotaan, että N2-klusterin voimakas negatiivinen varaus voi työntää ympäröivät polypeptidit erilleen aiheuttaen siten konformaatiomuutoksia, jotka jotenkin leviävät kaikkiin antiport-tyyppisiin alayksiköihin, jotka sijaitsevat melko kaukana toisistaan. Toinen hypoteesi viittaa siihen, että konformaatiomuutos indusoi stabiloitua ubikinoli Q-2:ta, jolla on erittäin pieni redox-potentiaali ja negatiivinen varaus epätavallisen pitkässä ubikinonin sitoutumiskohdassa . Monet yksityiskohdat konformaatiomuutosten ja niihin liittyvien protonien kuljetuksen kinetiikasta jäävät tuntemattomiksi [9] .

Inhibiittorit

Tutkituin I-kompleksi-inhibiittori on rotenoni (käytetään laajalti orgaanisena torjunta -aineena ). Rotenoni ja rotenoidit ovat isoflavonoideja , joita esiintyy useiden trooppisten kasvisukujen , kuten Antonia ( Loganiaceae ), Derris ja Lonchocarpus ( Fabaceae ), juurissa. Rotenonia on käytetty pitkään hyönteismyrkkynä ja kalamyrkkynä , sillä hyönteisten ja kalojen mitokondriot ovat erityisen herkkiä sille. Tiedetään, että Ranskan Guayanan alkuperäiskansat ja muut Etelä-Amerikan intiaanit käyttivät rotenonia sisältäviä kasveja kalastukseen jo 1600-luvulla [10] . Rotenoni on vuorovaikutuksessa ubikinonin sitoutumiskohdan kanssa ja kilpailee pääsubstraatin kanssa. On osoitettu, että kompleksin I pitkäaikainen systeeminen esto rotenonilla voi aiheuttaa dopaminergisten hermosolujen selektiivisen kuoleman (erittää dopamiinia välittäjäaineena ) [11] . Samoin pyeridiini A , toinen voimakas kompleksin I estäjä, on rakenteellisesti samanlainen kuin ubikinoni. Tähän ryhmään kuuluu myös natriumamytaali , barbituurihapon  johdannainen [12] .

Huolimatta yli 50 vuotta kestäneestä kompleksin I tutkimuksesta, ei ole löydetty estäjiä, jotka estävät elektronien siirtoa kompleksin sisällä. Hydrofobiset inhibiittorit, kuten rotenoni tai pyericidiini, yksinkertaisesti keskeyttävät elektronien siirron terminaalisesta N2-klusterista ubikinoniin [11] .

Toinen yhdiste, joka estää kompleksin I:n, on adenosiinidifosfaattiriboosi , kilpaileva inhibiittori NADH-hapetusreaktiossa. Se sitoutuu entsyymiin nukleotidien sitomispaikassa (FAD) [13] .

Yksi tehokkaimmista kompleksi I:n estäjistä on asetogeniiniperhe . On osoitettu, että nämä aineet muodostavat kemiallisia ristisidoksia ND2-alayksikön kanssa, mikä osoittaa epäsuorasti ND2:n roolin ubikinonin sitoutumisessa [14] . Kummallista kyllä, asetogeniinirolliniastatiini -2 oli ensimmäinen kompleksi I:n inhibiittori, joka löydettiin, joka sitoutuu eri kohtaan kuin rotenoni [15] .

Diabeteslääkkeellä metformiinilla on kohtalainen estävä vaikutus ; ilmeisesti tämä lääkkeen ominaisuus on sen vaikutusmekanismin taustalla [16] .

Sukkinaattidehydrogenaasi

Pääartikkeli: Sukkinaattidehydrogenaasi

Sukkinaattidehydrogenaasi
Tunnisteet
Koodi KF ei tietoja [ täytä ]
 Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa
Reaktiomekanismi

Kompleksi II hapettaa sukkinaatin fumaraatiksi ja vähentää ubikinonia :

Sukkinaatti + Q → Fumaraatti + QH 2

Sukkinaatista saadut elektronit siirretään ensin FAD:iin ja sitten Fe-S-klustereiden kautta Q:hen. Elektronien kuljetukseen kompleksissa ei liity protonigradientin muodostumista . Sukkinaatin hapettumisen aikana muodostunut 2H + jää kalvon samalle puolelle, eli matriisiin , ja imeytyy sitten uudelleen kinonin pelkistyksen aikana. Siten kompleksi II ei edistä protonigradientin muodostumista kalvon poikki ja toimii vain elektronien kantajana sukkinaatista ubikinoniin [17] [18] .

Sukkinaatin hapettuminen

Sukkinaatin hapettumisen tarkasta mekanismista tiedetään vain vähän . Röntgendiffraktioanalyysi paljasti, että FAD , glutamaatti - 255, arginiini -286 ja histidiini -242-alayksikkö A voivat olla deprotonaatioreaktion ehdokkaita. Tälle eliminaatioreaktiolle on kaksi mahdollista mekanismia : E2 ja E1cb. E2:n tapauksessa tämä on neuvoteltu mekanismi. Emäksiset jäännökset tai kofaktori deprotonoivat alfa-hiilen, ja FAD hyväksyy hydridianionin beetahiilestä hapettaen sukkinaatin fumaraatiksi . E1cb-mekanismin tapauksessa sukkinaatin enolimuoto muodostuu ennen kuin FAD kiinnittää hydridianionin . Sen määrittämiseksi, mikä mekanismi todella tapahtuu, tarvitaan lisätutkimuksia sukkinaattidehydrogenaasista.

Reaktion päätyttyä fumaraatti , joka on löyhästi sitoutunut entsyymin aktiiviseen kohtaan, dissosioituu helposti. On olemassa tietoja, joista seuraa, että sukkinaattidehydrogenaasin sytosolisessa substraattia sitovassa domeenissa tapahtuu konformaatiomuutoksia: tuotteen poistuttua entsyymi on avoimessa muodossa ja uuden substraatin sitoutuneena se siirtyy suljettuun tilaan sulkeutuen tiukasti sen ympärillä [19] .

Elektronin siirto

Sukkinaatin hapettumisen seurauksena sen elektronit siirtyvät FAD :iin ja siirretään sitten rauta- rikkiklustereiden ketjua pitkin [Fe-S] -klusterista [3Fe-4S]:iin. Siellä nämä elektronit siirretään ubikinonimolekyyliin , joka odottaa sitoutumiskohdassa .

Ubikinonin talteenotto

Aktiivisessa kohdassa ubikinonia stabiloivat vetysidokset sen ensimmäisessä asemassa olevan karbonyylihappiatomin ja D-alayksikön tyrosiinin -83 välillä. Elektronien siirtyminen rauta-rikkiklusteriin [3Fe-4S] saa ubikinonin siirtymään toinen asema. Tämän seurauksena ubikinonin neljännessä asemassa olevan karbonyyliryhmän ja alayksikön C seriini-27 välille muodostuu toinen vetysidos . Kun ubikinoni on vastaanottanut ensimmäisen elektronin pelkistysprosessin aikana, se muuttuu aktiiviseksi radikaali semikinoniksi , joka sen jälkeen kun toinen elektroni [3Fe-4S]-klusterista oli sitoutunut, se muuttui täysin ubikinoliksi [20] .

Gem b

Vaikka hemisukkinaattidehydrogenaasin tarkkaa toimintaa ei vieläkään tunneta, jotkut tutkijat väittävät, että ensimmäinen elektroni ubikinoniin [ 3Fe -4S]: n kautta voi liikkua nopeasti edestakaisin hemin ja sitoutuneen ubikinonin välillä. Siten heemillä on elektronien nielun rooli, joka estää niiden vuorovaikutuksen molekyylihapen kanssa, mikä johtaisi reaktiivisten happilajien muodostumiseen .

On myös oletettu, että erityinen porttimekanismi vaikuttaa hemiin estämään elektronin putoaminen suoraan [3Fe-4S]-klusterista. Todennäköinen ehdokas portin rooliin on histidiini -207-alayksikkö B, joka sijaitsee suoraan rauta-rikkiklusterin ja hemin välissä, ei kaukana sitoutuneesta ubikinonista, se pystyy todennäköisesti kontrolloimaan elektronien virtausta näiden redox-keskusten välillä [ 20] .

Inhibiittorit

On olemassa kaksi kompleksi II -estäjien luokkaa: jotkut estävät sukkinaattia sitovan taskun ja toiset ubikinolia sitovan taskun . Ubikinolia jäljitteleviin estäjiin kuuluvat karboksiini ja thenoyylitrifluoriasetoni . Sukkinaattianalogin estäjiä ovat synteettinen yhdiste malonaatti sekä Krebsin syklin komponentit , malaatti ja oksaloasetaatti . Mielenkiintoista on, että oksaloasetaatti on yksi vahvimmista kompleksin II estäjistä. Miksi yleinen sitruunahapposyklin metaboliitti estää kompleksia II, jää epäselväksi, vaikka on ehdotettu, että sillä voi siten olla suojaava rooli minimoimalla käänteisen elektronin kuljetuksen kompleksissa I , mikä johtaa superoksidin muodostumiseen [21] .

Ubikinolia jäljitteleviä estäjiä on käytetty sienitautien torjunta -aineina maataloudessa 1960-luvulta lähtien. Esimerkiksi karboksiinia on käytetty pääasiassa basidiomykeettien aiheuttamiin sairauksiin , kuten varren ruosteeseen ja Rhizoctonian aiheuttamiin sairauksiin . Viime aikoina ne on korvattu muilla yhdisteillä, joissa on laajempi valikoima tukahdutettuja taudinaiheuttajia. Näitä yhdisteitä ovat boskalidi , pentiopyradi ja fluopyrami [22] . Jotkut maatalouden kannalta tärkeät sienet eivät ole herkkiä tälle uuden sukupolven estäjille [23] .

Sytokromi-bc 1 -kompleksi

Ubikinoli-sytokromi-c-oksidoreduktaasi

Mitokondrioiden ubikinoli-sytokromi-c-oksidoreduktaasin rakenne kompleksissa ubikinonin kanssa [24] .
Tunnisteet
Koodi KF ei tietoja [ täytä ]
 Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa

Pääartikkeli: Sytokromi-bc 1 -kompleksi

Sytokromi-bc1-kompleksi ( sytokromikompleksi bc 1 ) tai ubikinoli-sytokromi-c-oksidoreduktaasi tai kompleksi III on hengityselinten elektronien kuljetusketjun moniproteiinikompleksi ja tärkein protonigradientin biokemiallinen generaattori mitokondriokalvolla. Tätä moniproteiinista transmembraanista kompleksia koodaavat mitokondrioiden (sytokromi b ) ja tuman genomit [25] .

Kompleksi III eristettiin naudan, kanan, kanin ja hiivan sydämen mitokondrioista . Sitä esiintyy kaikkien eläinten , kasvien ja kaikkien aerobisten eukaryoottien mitokondrioissa ja useimpien eubakteerien sisäkalvoilla . Tiedetään, että kompleksi muodostaa yhteensä 13 proteiinisilmukkaa, jotka kulkevat kalvon läpi [25] .

Reaktio

Sytokromi bc 1 -kompleksi hapettaa pelkistyneen ubikinonin ja pelkistää sytokromi c :n (E°'=+0,25 V) yhtälön mukaisesti:

Ohjeet 2 + 2 cit. c +3 + 2Н + sisäinen →Q + 2 cit. c +2 + 4H + ulos

Elektronien kuljetus kompleksissa liittyy protonien siirtymiseen matriisista (sisään) kalvojen väliseen tilaan (ulos) ja protonigradientin muodostumiseen mitokondriokalvolle. Jokaista kahta elektronia , jotka kulkevat ubikinonista sytokromi c :hen siirtoketjun läpi , kaksi protonia imeytyy matriisista ja neljä muuta vapautuu kalvojen väliseen tilaan. Pelkistetty sytokromi c liikkuu kalvoa pitkin vesipitoisessa fraktiossa ja siirtää yhden elektronin seuraavaan hengityskompleksiin, sytokromioksidaasiin [26] [27] .

Q-sykli

Tapahtumia kutsutaan Q-sykliksi, jonka Peter Mitchell oletti vuonna 1976. Q-syklin periaate on, että H + :n siirtyminen kalvon läpi tapahtuu itse kompleksissa olevien kinonien hapettumisen ja pelkistyksen seurauksena. Tässä tapauksessa kinonit antavat ja ottavat 2H + :aa vesifaasista selektiivisesti kalvon eri puolilta.

Kompleksin III rakenteessa on kaksi keskustaa tai kaksi taskua, joihin kinonit voivat sitoutua. Yksi niistä, Q out -keskus, sijaitsee 2Fe-2S-rauta-rikkiklusterin ja b L -heemin välissä lähellä kalvon ulompaa (ulkopuolta) kalvojen välistä tilaa päin. Vähentynyt ubikinoni (QH 2 ) sitoutuu tässä taskussa . Toinen, Q - tasku, on suunniteltu sitomaan hapettunutta ubikinonia (Q), ja se sijaitsee lähellä kalvon sisäpuolta (sisäpuolella), joka on kosketuksessa matriisin kanssa.

Q-syklin ensimmäinen osa

  1. QH 2 sitoutuu Q out -kohtaan, Riske-proteiinin rauta-rikkikeskus hapettaa sen semikinoniksi (Q•) ja luovuttaa kaksi protonia luumenia kohti.
  2. Pelkistetty rauta-rikkikeskus luovuttaa yhden elektronin plastosyaniinille sytokromi c :n kautta .
  3. Q sitoutuu Q - paikassa.
  4. Q• siirtää elektroneja sytokromi b :n hemi b L : hen matalan potentiaalin ETC:n kautta.
  5. Hemi b L luovuttaa elektronin b H :lle .
  6. Jalokivi b H palauttaa Q:n tilaan Q•.

Q-syklin toinen osa

  1. Toinen QH2 sitoutuu kompleksin Q out -kohtaan.
  2. Kävittyään läpi korkean potentiaalin ETC:n yksi elektroni palauttaa vielä yhden plastosyaniinin. Onteloon tulee kaksi protonia lisää.
  3. Pienen potentiaalin ETC:n kautta elektroni b H :sta siirtyy Q•:iin, ja täysin pelkistetty Q 2− sitoo heidän strooman kaksi protonia muuttuen QH 2 :ksi .
  4. Hapetettu Q ja pelkistetty QH 2 diffundoituvat kalvoon [28] .

Välttämätön ja paradoksaalinen ehto Q-syklin toiminnalle on se, että semikinonien elinikä ja tila kahdessa sitoutumiskeskuksessa ovat erilaiset. Q- uloskeskuksessa Q• on epävakaa ja toimii vahvana pelkistimenä, joka pystyy luovuttamaan e - heemille. Q - keskukseen muodostuu suhteellisen pitkäikäinen Q• − , jonka potentiaali antaa sen toimia hapettavana aineena vastaanottamalla elektroneja heemistä b H . Toinen Q-syklin avainhetki liittyy kompleksiin sisältyvän kahden elektronin hajaannukseen kahta eri polkua pitkin. Kompleksin kiderakenteen tutkimus osoitti, että 2Fe-2S-keskuksen sijainti suhteessa muihin redox-keskuksiin voi muuttua. Kävi ilmi, että Riske-proteiinilla on liikkuva domeeni , jolla 2Fe-2S-klusteri itse asiassa sijaitsee. Vastaanotettuaan elektronin ja toipuessaan 2Fe-2S-keskus muuttaa asemaansa siirtyen poispäin Q out -keskuksesta ja heemistä b L 17 Å 60°:n kiertoliikkeellä ja siten lähestyen sytokromi c :tä . Luovutettuaan elektronin sytokromille, 2Fe-2S-keskus päinvastoin lähestyy Q-uloskeskusta luodakseen läheisemmän kontaktin. Siten eräänlainen sukkula (sukkula) toimii, mikä takaa toisen elektronin paon heemeihin b L ja b H . Toistaiseksi tämä on ainoa esimerkki, jossa elektronien kuljetus komplekseissa liittyy liikkuvaan domeeniin proteiinirakenteessa [29] .

Reaktiiviset happilajit

Pieni osa elektroneista poistuu kuljetusketjusta ennen kuin saavuttaa kompleksin IV . Elektronien jatkuva vuoto happeen johtaa superoksidin muodostumiseen . Tämä pieni sivureaktio johtaa kokonaisen kirjon reaktiivisia happilajeja , jotka ovat erittäin myrkyllisiä ja joilla on merkittävä rooli sairauksien ja ikääntymisen kehittymisessä ) [30] . Elektroniikkavuoto tapahtuu pääasiassa Q -alueella . Tätä prosessia auttaa antimysiini A. Se estää heemit b :n alentuneessa tilassaan ja estää niitä pudotamasta elektroneja semikinoni Q•:iin, mikä puolestaan ​​johtaa sen pitoisuuden kasvuun. Semikinoni reagoi hapen kanssa , mikä johtaa superoksidin muodostumiseen . Tuloksena oleva superoksidi pääsee mitokondriomatriisiin ja kalvojen väliseen tilaan, josta se pääsee sytosoliin. Tämä voidaan selittää sillä, että kompleksi III todennäköisesti tuottaa superoksidia varauksettoman HOO :n muodossa , joka on helpompi tunkeutua ulkokalvon läpi verrattuna varautuneeseen superoksidiin (O 2 - ) [31] .


Complex III -estäjät

Kaikki kompleksi III:n estäjät voidaan jakaa kolmeen ryhmään:

  • Antimysiini A sitoutuu Q- sisäkohtaan ja estää elektronien kuljetuksen hemi bH : sta hapettuneeseen ubikinoni Q:hen (paikassa olevan Q : n estäjä ).
  • Myksotiatsoli ja stigmatelliini sitoutuvat Q- ulkoiseen kohtaan ja estävät elektronien siirtymisen pelkistetystä QH2 : sta Riske-proteiinin rauta-rikkiklusteriin. Molemmat inhibiittorit sitoutuvat Q ex -paikkaan, mutta eri, vaikkakin päällekkäin, paikoissa.
    • Myksotiatsoli sitoutuu lähemmäksi hemi b L: ää ja siksi sitä kutsutaan " proksimaaliseksi " inhibiittoriksi.
    • Stigmatelliin sitoutuu kauemmaksi heemi b L: stä ja lähemmäksi Riske-proteiinia, jonka kanssa se on vuorovaikutuksessa.

Joitakin näistä aineista käytetään sienitautien torjunta -aineina (esimerkiksi strobiluriinijohdannaiset , joista tunnetuin on atsoksistrobiini , Qex -kohdan estäjä ) ja malarialääkkeinä ( atovakoni ) [1] .

Sytokromi c oksidaasi

Pääartikkeli: Sytokromi c oksidaasi

Sytokromi c oksidaasi

Naudan sytokromi-c-oksidaasi .
Tunnisteet
Koodi KF ei tietoja [ täytä ]
 Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa

Sytokromi c oksidaasi (sytokromioksidaasi) tai sytokromi c happioksidoreduktaasi, joka tunnetaan myös nimellä sytokromi aa 3 ja kompleksi IV, on aerobisen hengityselinten elektroninkuljetusketjun terminaalinen oksidaasi , joka katalysoi elektronien siirtymistä sytokromi c : stä happeen muodostaen vettä [1 ] . Sytokromioksidaasia on läsnä kaikkien eukaryoottien mitokondrioiden sisäisessä kalvossa , jossa sitä kutsutaan yleisesti kompleksiksi IV, sekä monien aerobisten bakteerien solukalvossa [32] .

Kompleksi IV hapettaa peräkkäin neljä sytokromi c:n molekyyliä ja, hyväksyen neljä elektronia, pelkistää O 2 :n H 2 O:ksi. Kun O 2 pelkistyy, neljä H + :a vangitaan mitokondriomatriisista muodostaen kaksi H 2 O -molekyyliä ja neljä muuta H 2 -molekyyliä. + pumpataan aktiivisesti kalvon läpi . Siten sytokromoksidaasi edistää protonigradientin muodostumista ATP - synteesiä varten ja on osa oksidatiivista fosforylaatioreittiä [33] . Lisäksi tällä moniproteiinikompleksilla on keskeinen rooli koko hengitysketjun toiminnan säätelyssä ja eukaryoottisolun energiantuotannossa [ 34] .

Reaktio

Kompleksi IV sytokromi-c-oksidaasi katalysoi 4 elektronin siirtymistä 4 sytokromimolekyylistä O 2 :een ja pumppaa 4 protonia kalvojen väliseen tilaan. Kompleksi koostuu sytokromeista a ja a3, jotka sisältävät hemin lisäksi kupari - ioneja .

Verestä mitokondrioihin tuleva happi sitoutuu sytokromi a3:n heemissä olevaan rautaatomiin O 2 - molekyylin muodossa . Jokainen happiatomi kiinnittää kaksi elektronia ja kaksi protonia ja muuttuu vesimolekyyliksi .

Kompleksin katalysoima kokonaisreaktio kuvataan seuraavalla yhtälöllä:

4cit. c 2+ + O2 + 8H + in → 4cyt. c 3+ + 2H 2O + 4H + ulos

Elektronin polku kompleksissa tunnetaan. Sytokromi c sitoutuu alayksikköön II alayksiköiden I, III ja VIb välittämänä ja palauttaa Cu A -keskuksen, joka sijaitsee lähellä kalvon pintaa. Cu A -keskuksesta elektroni siirtyy hemi a -keskukseen ja sitten kaksiytimeen 3 -Cu B , joka sijaitsee kalvon paksuudessa. O 2 sitoutuu ja pelkistyy H 2 O :ksi [33] kaksiytimessä . Koska hapella on korkea elektroniaffiniteetti, se vapauttaa suuren määrän vapaata energiaa pelkistyessään vedeksi . Tästä johtuen aerobiset organismit pystyvät vastaanottamaan paljon enemmän energiaa kuin mitä voidaan tuottaa yksinomaan anaerobisilla tavoilla.

Hapen vähennysmekanismi

Hapen vähentämisen mekanismia on pitkään tutkittu intensiivisesti, mutta se ei ole täysin selvä. Sytokromioksidaasin katalyyttinen sykli koostuu kuudesta vaiheesta, joita merkitään A (addukti, englanninkielinen addukti ) [35] , P ( peroksivälituote englannin kielestä Peroxy intermediate ), F (ferryloxo intermediate englannin kielestä Ferryl-oxo intermediate ) [35] , O H (täysin hapettuneen korkean energian tila englanniksi Täysin hapetettu korkean energian tila ), E (yhden elektronin pelkistetty tila englanniksi Yksi elektroni redusoitu tila ) ja R (pelkistetty tila englanniksi Reduced state ) ja niin kutsuttu tilasta kaksiydinkeskuksesta [36] . On huomattava, että katalyyttisten tilojen nimikkeistö on huomattavasti vanhentunut, ei aina heijasta kaksiydinkeskuksen todellista kemiallista tilaa, ja se säilyy suurelta osin historiallisista syistä. Esimerkiksi P -vaiheessa happi kaksiytimessä ei ole ollenkaan peroksidimuodossa , kuten 30 vuotta sitten uskottiin, vaan oksoferryylitilassa, jossa happiatomien välinen sidos on jo katkennut [35] . Nykyaikaisten käsitteiden mukaan hapen pelkistys sytokromi-c-oksidaasissa tapahtuu nopealla ja täydellisellä pelkistymisellä pareittain tapahtuvalla elektroninsiirrolla, mikä sulkee pois reaktiivisten happilajien muodostumisen . Seuraava tapahtumasarja tapahtuu [35] [37] [38] :

  • A Täysin pelkistynyt kaksitumainen keskus sitoo nopeasti O 2 :n muodostaen happiadduktin, mikä johtaa konformaatioiden uudelleenjärjestelyihin (merkitty ohuilla mustilla nuolilla).
  • P M On olemassa nopea neljän elektronin siirto hapeksi: kahta toimittaa hemirauta a 3 (Fe II → Fe IV ), toinen sijaitsee lähellä Cu B :tä (Cu I → Cu II ) ja neljäs tulee tyrosiini-244 jäännös, se antaa myös protonin, joka tarvitaan O 2 -kaksoissidoksen katkaisemiseen . Tuloksena oleva neutraali tyrosiiniradikaali pelkistetään anionin tilaan sytokromi c :n elektronin kustannuksella .
  • P R Cu(II)-OH − protonoituminen tapahtuu vesimolekyylin muodostuessa.
  • F Tuloksena oleva vesimolekyyli sitoutuu Cu B -koordinaatiosidokseen. Rauta Fe (IV) \u003d O 2- pelkistyy Fe III :ksi ja siihen liittyvä happi protonoituu. Ensimmäinen vesimolekyyli vapautuu.
  • O H Tyrosiinianioni protonoituu ja Cu B pelkistyy Cu I :ksi sytokromi c :n elektronin kustannuksella .
  • E H Rauta pelkistyy Fe II :ksi , jonka jälkeen siihen liittyvä OH-ryhmä protonoituu muodostaen toisen vesimolekyylin.
  • R Tässä tilassa kaksiytiminen keskus on täysin pelkistynyt ja kompleksi on valmis sitomaan uuden happimolekyylin.
Protonien siirtomekanismi

Tiedetään, että eukaryoottinen sytokromoksidaasi siirtää yhden protonin kalvon läpi jokaista sytokromi c :stä vastaanotettua elektronia kohti . Kerralla kompleksi pumppaa yhden "substraatti"-protonin, jota käytetään veden muodostamiseen, kanavan K kautta ja siirtää yhden lisäprotonin kalvon läpi kanavan D kautta. Yhden katalyyttisen syklin aikana translokaatiotapahtuma tapahtuu neljässä suhteellisen stabiilissa vaiheessa: P M , F , OH ja EH . _ _
Protonikuljetuksen tarkka mekanismi on edelleen epäselvä: viime vuosina on ehdotettu monia malleja, joissa tätä prosessia on yritetty kuvata yksityiskohtaisesti [38] . Ei myöskään ole selvää, kuinka elektronin energian konjugointi protonien liikkeen kanssa tapahtuu. Yleisesti sitä voidaan kuitenkin kuvata seuraavasti [36] :

  1. Syklin alkuvaiheessa kompleksin protonikanavat suljetaan, sitten sytokromi c siirtää elektronin Cu A -keskukseen.
  2. Elektroni siirtyy nopeasti Cu A -keskuksesta hemi a -kohtaan , mikä johtaa redox-potentiaalin muutokseen ja saa kanavan D vesimolekyylit suuntautumaan uudelleen, jolloin se avautuu protonille. Kun elektroni siirretään Cu A :sta hemi a :han, protoni liikkuu kanavan D kautta ja ladataan PLS - protonin latauspaikkaan .
  3. Elektroni siirtyy kaksiytimeen hemi a 3 :ksi , jonka seurauksena yksi substraattiprotoni tulee sisään K-kanavan kautta. Samaan aikaan PLS:n protonin happamuus lisääntyy merkittävästi (pK=11:stä pK=5:een).
  4. Syklin viimeisessä vaiheessa PLS:ään esikuormitettu protoni irtoaa, kuten uskotaan, sähköstaattisen repulsion vuoksi substraattiprotonista, joka osallistuu hapen pelkistykseen kaksiytimessä.

Inhibiittorit

Syanidit , sulfidit , atsidit , hiilimonoksidi ja typpimonoksidi [39] sitoutuvat entsyymin hapettuneeseen tai pelkistettyyn kaksitumaiseen keskukseen ja kilpailevat hapen kanssa estämällä entsyymiä, mikä johtaa solukuolemaan kemiallisen tukehtumisen takia . Metanoli , joka on osa teollista alkoholia , muuttuu elimistössä muurahaishapoksi , joka voi myös estää sytokromioksidaasia [40] .

Hapetuspotentiaalin vaikutus

Pääartikkeli: Redox-potentiaali

Pelkistävä aine Hapettaja Eo, V
H 2 2H + _ - 0,42
YLI • H + H + YLI + - 0,32
NADP • H + H + NADP + - 0,32
Flavoproteiini (uudelleenmuodostettu) Flavoproteiini (hapetettu) - 0,12
Koentsyymi Q • H 2 Koentsyymi Q + 0,04
Sytokromi B (Fe 2+ ) Sytokromi B (Fe 3+ ) + 0,07
Sytokromi C 1 (Fe 2+ ) Sytokromi C 1 (Fe 3+ ) + 0,23
Sytokromit A (Fe 2+ ) Sytokromit A (Fe 3+ ) + 0,29
Sytokromit A3 (Fe 2+ ) Sytokromit A3 (Fe 3+ ) +0,55
H2O _ _ ½ O 2 + 0,82

Järjestelmällä, jolla on pienempi redox-potentiaali, on suurempi kyky luovuttaa elektroneja järjestelmälle, jolla on suurempi potentiaali. Esimerkiksi NAD•H + /NAD + -pari , jonka redox-potentiaali on -0,32 V , luovuttaa elektroninsa redox-parille flavoproteiini (pelkistetty) / flavoproteiini (hapetettu), jolla on suurempi potentiaali -0,12 V. Vesi / happi -pelkistys-parin suurempi redox-potentiaali (+0,82 V) osoittaa, että tällä parilla on erittäin heikko kyky luovuttaa elektroneja [41] .

Bakteerien elektronien kuljetusketjut

Bakteerit, toisin kuin mitokondriot, käyttävät suurta joukkoa elektronin luovuttajia ja vastaanottajia sekä erilaisia ​​elektroninsiirtotapoja niiden välillä. Nämä reitit voidaan suorittaa samanaikaisesti, esimerkiksi E. coli , kun sitä kasvatetaan alustalla, joka sisältää glukoosia pääasiallisena orgaanisen aineen lähteenä, käyttää kahta NADH-dehydrogenaasia ja kahta kinolioksidaasia, mikä tarkoittaa, että elektroninkuljetusreittejä on 4. Useimmat ETC - entsyymit ovat indusoituvia ja syntetisoituvat vain, jos niiden kulkeutumisreitillä on kysyntää.

Orgaanisen aineen lisäksi bakteerit voivat käyttää molekyylivetyä , hiilimonoksidia , ammoniumia , nitriittiä , rikkiä , sulfidia ja rautametallia elektronin luovuttajana . NADH:n ja sukkinaattidehydrogenaasin sijasta voi olla läsnä formiaatti- , laktaatti- , glyseraldehydi-3-fosfaattidehydrogenaasia, hydrogenaasia jne. Aerobisissa olosuhteissa käytettävän oksidaasin sijasta hapen puuttuessa bakteerit voivat käyttää reduktaaseja , jotka palauttaa erilaisia ​​lopullisia elektronien vastaanottajia: fumaraattireduktaasi , nitraatti- ja nitriittireduktaasi jne.

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ 1 2 3 J. H. Holmes, N. Sapeika, H. Zwarenstein. Liikalihavuuden vastaisten lääkkeiden estävä vaikutus hiiren sydänhomogenaattien NADH-dehydrogenaasiin  // Research Communications in Chemical Pathology and Pharmacology. - Elokuu 1975. - T. 11 , no. 4 . - S. 645-646 . — ISSN 0034-5164 . Arkistoitu alkuperäisestä 23. kesäkuuta 2018.
  2. ↑ Rouslan G. Efremov, Rozbeh Baradaran, Leonid A. Sazanov. Hengityskompleksi I:n arkkitehtuuri  (englanti)  // Luonto. - 2010/05. - T. 465 , no. 7297 . - S. 441-445 . — ISSN 1476-4687 . - doi : 10.1038/luonto09066 .
  3. ↑ Donald Voet, Judith G. Voet. biokemia. - Wiley, 2004. - ISBN 047119350X , 9780471193500.
  4. ↑ 1 2 3 4 5 Leonid A. Sazanov. Jättiläinen molekyyliprotonipumppu: hengityskompleksin I rakenne ja mekanismi  //  Nature Reviews Molecular Cell Biology. – 2015/06. - T. 16 , no. 6 . - S. 375-388 . — ISSN 1471-0080 . - doi : 10.1038/nrm3997 .
  5. ↑ Rouslan G. Efremov, Leonid A. Sazanov. Hengityskompleksin I kytkentämekanismi - Rakenteellinen ja evoluutionäkökulma  // Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics. - T. 1817 , no. 10 . - S. 1785-1795 . - doi : 10.1016/j.bbabio.2012.02.015 .
  6. ↑ Ulrich Brandt. Energiaa muuntava NADH: Kinonioksidoreduktaasi (kompleksi I)  // Biokemian vuosikatsaus. - 01.06.2006. - T. 75 , no. 1 . - S. 69-92 . — ISSN 0066-4154 . - doi : 10.1146/annurev.biochem.75.103004.142539 . Arkistoitu 2. toukokuuta 2021.
  7. ↑ Vera G. Grivennikova, Alexander B. Kotlyar, Joel S. Karliner, Gary Cecchini, Andrei D. Vinogradov. Redox-riippuvainen muutos nukleotidiaffiniteetissa nisäkäskompleksin I aktiiviseen kohtaan  // Biokemia. – 25.9.2007. - T. 46 , no. 38 . - S. 10971-10978 . — ISSN 0006-2960 . - doi : 10.1021/bi7009822 . Arkistoitu alkuperäisestä 20. maaliskuuta 2018.
  8. ↑ Ermakov, 2005 , s. 238.
  9. ↑ 1 2 Rozbeh Baradaran, John M. Berrisford, Gurdeep S. Minhas, Leonid A. Sazanov. Koko hengityselinten kiderakenne I   // Luonto . - 2013/02. - T. 494 , no. 7438 . - S. 443-448 . — ISSN 1476-4687 . - doi : 10.1038/luonto11871 .
  10. ↑ Moretti C., Grenand P. [Ranskan Guyanan "nivrées" eli ikthyotoksiset kasvit]  (fr.)  // J Ethnopharmacol. - 1988. - syyskuu ( osa 6 , nro 2 ). - S. 139-160 . - doi : 10.1016/0378-8741(82)90002-2 . — PMID 7132401 .
  11. ↑ 1 2 Watabe M., Nakaki T. Mitokondriaalinen kompleksi I:n estäjä rotenoni estää ja jakaa uudelleen vesikulaarista monoamiinikuljettajaa 2 nitraation kautta ihmisen dopaminergisissa SH-SY5Y-soluissa  (englanniksi)  // Molecular Pharmocology : Journal. - 2008. - Heinäkuu ( osa 74 , nro 4 ) - s. 933-940 . - doi : 10.1124/mol.108.048546 . — PMID 18599602 .
  12. ↑ Ermakov, 2005 , s. 237.
  13. ↑ Zharova TV, Vinogradov AD. Mitokondrion NADH-ubikinonioksidoreduktaasin (kompleksi I) kilpaileva esto ADP-riboosilla  //  Biochimica et Biophysica Acta : päiväkirja. - 1997. - Heinäkuu ( nide 1320 , nro 3 ). - s. 256-264 . - doi : 10.1016/S0005-2728(97)00029-7 . — PMID 9230920 .
  14. ↑ Nakamaru-Ogiso E., Han H., Matsuno-Yagi A., Keinan E., Sinha SC, Yagi T., Ohnishi T. ND2-alayksikkö on leimattu asimisiinin fotoaffiniteettianalogilla, joka on voimakas kompleksi I:n estäjä. (englanniksi)  // FEBS Letters : päiväkirja. - 2010. - tammikuu ( osa 584 , nro 5 ) - s. 883-888 . - doi : 10.1016/j.febslet.2010.01.004 . — PMID 20074573 .
  15. ↑ Degli Esposti M., Ghelli A., Ratta M., Cortes D., Estornell E. Annonaceae-heimon luonnolliset aineet (asetogeniinit) ovat voimakkaita mitokondrioiden NADH-dehydrogenaasin (kompleksi I  ) estäjiä  // The Biochemical Journal : päiväkirja. - 1994. - heinäkuu ( nide 301 ). - s. 161-167 . — PMID 8037664 .
  16. ↑ Viollet B., Guigas B., Sanz Garcia N., Leclerc J., Foretz M., Andreelli F. Metformiinin solu- ja molekyylimekanismit: yleiskatsaus   // Clinical Science ( Lontoo) : päiväkirja. - 2012. - maaliskuu ( osa 122 , nro 6 ). - s. 253-270 . - doi : 10.1042/CS20110386 . — PMID 22117616 .
  17. ↑ Nelson, Cox, 2012 , s. 331-333.
  18. ↑ Ermakov, 2005 , s. 240.
  19. ↑ T.M. Iverson. Kompleksisten II-entsyymien katalyyttiset mekanismit: Rakenteellinen näkökulma  //Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics. - T. 1827 , no. 5 . - S. 648-657 . - doi : 10.1016/j.bbabio.2012.09.008 .
  20. ↑ 1 2 Quang M. Tran, Richard A. Rothery, Elena Maklashina, Gary Cecchini, Joel H. Weiner. Escherichia colin sukkinaattidehydrogenaasin kinonin sitoutumiskohta vaaditaan elektronien siirtämiseen Heme b  //  Journal of Biological Chemistry. – 27.10.2006. — Voi. 281 , iss. 43 . - P. 32310-32317 . — ISSN 1083-351X 0021-9258, 1083-351X . - doi : 10.1074/jbc.M607476200 . Arkistoitu alkuperäisestä 3. kesäkuuta 2018.
  21. ↑ Florian L. Muller, Yuhong Liu, Muhammad A. Abdul-Ghani, Michael S. Lustgarten, Arunabh Bhattacharya. Korkeat superoksidin tuotantonopeudet luuranko-lihasten mitokondrioissa, jotka hengittävät sekä kompleksi I- että kompleksi II-kytketyillä substraateilla  // The Biochemical Journal. – 15.1.2008. - T. 409 , no. 2 . - S. 491-499 . — ISSN 1470-8728 . - doi : 10.1042/BJ20071162 . Arkistoitu alkuperäisestä 20. maaliskuuta 2018.
  22. ↑ Hervé F. Avenot, Themis J. Michailides. Edistyminen molekyylimekanismien ymmärtämisessä ja resistenssin kehittyminen sukkinaattidehydrogenaasia inhiboiville (SDHI) fungisideille kasvipatogeenisissa sienissä  // Crop Protection. - T. 29 , no. 7 . - S. 643-651 . - doi : 10.1016/j.cropro.2010.02.019 .
  23. ↑ Tiphaine Dubos, Matias Pasquali, Friederike Pogoda, Angèle Casanova, Lucien Hoffmann. Erot isopyratsamiherkän Zymoseptoria triticin ja epäherkkien Fusarium graminearum -kantojen sukkinaattidehydrogenaasisekvenssien välillä  // Torjunta-aineiden biokemia ja fysiologia. - T. 105 , no. 1 . - S. 28-35 . - doi : 10.1016/j.pestbp.2012.11.004 .
  24. ↑ ATE 1ntz ; Gao X., Wen X., Esser L., Quinn B., Yu L., Yu CA, Xia D. Rakenneperusta kinonin vähentämiselle bc1-kompleksissa: mitokondriaalisen sytokromin bc1 kiderakenteiden vertaileva analyysi sidotun substraatin kanssa ja inhibiittorit Qi-sivustossa  (englanniksi)  // Biochemistry : Journal. - 2003. - elokuu ( osa 42 , nro 30 ). - P. 9067-9080 . - doi : 10.1021/bi0341814 . — PMID 12885240 .
  25. ↑ 1 2 Ermakov, 2005 , s. 240.
  26. ↑ David M. Kramer, Arthur G. Roberts, Florian Muller, Jonathan Cape, Michael K. Bowman. Q-syklin ohitusreaktiot sytokromi bc1:n (ja siihen liittyvien) kompleksien Qo-kohdassa  // Methods in Enzymology. - 2004. - T. 382 . - S. 21-45 . — ISSN 0076-6879 . - doi : 10.1016/S0076-6879(04)82002-0 . Arkistoitu alkuperäisestä 23. kesäkuuta 2018.
  27. ↑ Antony R. Crofts. Sytokromi bc1 -kompleksi: funktio rakenteen kontekstissa  // Fysiologian vuosikatsaus. - 2004-02-12. - T. 66 , no. 1 . - S. 689-733 . — ISSN 0066-4278 . - doi : 10.1146/annurev.physiol.66.032102.150251 . Arkistoitu alkuperäisestä 14. lokakuuta 2019.
  28. ↑ David G. Nicholls, Stuart John Ferguson. Bioenergetics 3. - Gulf Professional Publishing, 2002. - ISBN 0125181213 , 9780125181211.
  29. ↑ Ermakov, 2005 , s. 243.
  30. ↑ Florian L. Muller, Michael S. Lustgarten, Youngmok Jang, Arlan Richardson, Holly Van Remmen. Trendit hapettavan ikääntymisen teorioissa  // Free Radical Biology and Medicine. - T. 43 , no. 4 . - S. 477-503 . - doi : 10.1016/j.freeradbiomed.2007.03.034 .
  31. ↑ Florian L. Muller, Yuhong Liu, Holly Van Remmen. Kompleksi III vapauttaa superoksidia sisäisen mitokondriaalisen kalvon molemmille puolille  //  Journal of Biological Chemistry. – 19.11.2004. — Voi. 279 , iss. 47 . - P. 49064-49073 . — ISSN 1083-351X 0021-9258, 1083-351X . - doi : 10.1074/jbc.M407715200 . Arkistoitu alkuperäisestä 3. kesäkuuta 2018.
  32. ↑ Elena A. Gorbikova, Ilja Belevich, Mårten Wikström, Michael I. Verkhovsky. Protonin luovuttaja OO-sidoksen katkaisulle sytokromi-c-oksidaasilla  // Proceedings of the National Academy of Sciences  . - National Academy of Sciences , 2008-08-05. — Voi. 105 , iss. 31 . - P. 10733-10737 . - ISSN 1091-6490 0027-8424, 1091-6490 . - doi : 10.1073/pnas.0802512105 . Arkistoitu alkuperäisestä 20. maaliskuuta 2018.
  33. ↑ 1 2 Ermakov, 2005 , s. 244.
  34. ↑ Denis Pierron, Derek E. Wildman, Maik Hüttemann, Gopi Chand Markondapatnaikuni, Siddhesh Aras. Sytokromi-c-oksidaasi: Kontrollin kehittyminen ydinalayksiköiden lisäyksen kautta  // Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics. - T. 1817 , no. 4 . - S. 590-597 . - doi : 10.1016/j.bbabio.2011.07.007 .
  35. ↑ 1 2 3 4 Sytokromi-c-oksidaasi: Katalyyttisen syklin välituotteet ja niiden energiakytketyt interkonversiot  //  FEBS Letters. – 09.03.2012. — Voi. 586 , iss. 5 . - s. 630-639 . — ISSN 0014-5793 . - doi : 10.1016/j.febslet.2011.08.037 .
  36. ↑ 1 2 Molecular Biophysics Groupin kotisivu . www.biocenter.helsinki.fi. Haettu 20. maaliskuuta 2018. Arkistoitu alkuperäisestä 6. maaliskuuta 2016.
  37. ↑ Vivek Sharma, Giray Enkavi, Ilpo Vattulainen, Tomasz Róg, Mårten Wikström. Protonikytketty elektroninsiirto ja vesimolekyylien rooli sytokromi-c-oksidaasin protonipumppauksessa  // Proceedings of the National Academy of Sciences  . - National Academy of Sciences , 17.2.2015. — Voi. 112 , iss. 7 . - s. 2040-2045 . - ISSN 1091-6490 0027-8424, 1091-6490 . - doi : 10.1073/pnas.1409543112 . Arkistoitu alkuperäisestä 20. maaliskuuta 2018.
  38. ↑ 1 2 Elisa Fadda, Ching-Hsing Yu, Regis Pomès. Protonipumppauksen sähköstaattinen ohjaus sytokromi-c-oksidaasissa  // Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics. - T. 1777 , no. 3 . - S. 277-284 . doi : 10.1016 / j.bbabio.2007.11.010 .
  39. ↑ Jose-Ramon Alonso, Francesc Cardellach, Sònia López, Jordi Casademont, Oscar Miró. Hiilimonoksidi estää spesifisesti ihmisen mitokondrioiden hengitysketjun sytokromi-c-oksidaasia  // Farmakologia ja toksikologia. - Syyskuu 2003. - T. 93 , no. 3 . - S. 142-146 . — ISSN 0901-9928 . Arkistoitu alkuperäisestä 23. heinäkuuta 2018.
  40. ↑ Chris E. Cooper, Guy C. Brown. Mitokondrioiden sytokromioksidaasin estäminen hiilimonoksidi-, typpioksidi-, syaanivety- ja rikkivetykaasuilla: kemiallinen mekanismi ja fysiologinen merkitys  //  Journal of Bioenergetics and Biomembranes. - 2008-10-01. — Voi. 40 , iss. 5 . - s. 533 . — ISSN 1573-6881 0145-479X, 1573-6881 . - doi : 10.1007/s10863-008-9166-6 . Arkistoitu alkuperäisestä 26. helmikuuta 2018.
  41. ↑ Korolev A.P., Gridina S.B., Zinkevitš E.P. "Biokemian perusteet, osa 4: Kemerovon elintarviketeollisuuden teknologisen instituutin oppikirja" Kemerovo, 2004. Arkistoitu kopio 5. maaliskuuta 2016 Wayback Machinessa - 92s

Kirjallisuus

  • Kasvifysiologia / Toim. I.P. Ermakova. - M .  : Akatemia, 2005. - 634 s.
  • Berg, J, Tymoczko, J ja L Stryer. biokemia. – 6. - New York: W. H. Freeman & Company, 2006. - P. 509–513.
  • David L. Nelson, Michael M. Cox. Lehningerin biokemian perusteet. Bioenergetiikka ja aineenvaihdunta = Leninger Principles of Biochemistry. - M .  : Binom. Knowledge Laboratory, 2012. - Vol. 2. - 692 s. — ISBN 978-5-94774-365-4 .

Linkit

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat