Elektronų pernašos sistema

https://www.nature.com/scitable/content/the-electron-transport-system-ets-in-the-14897153

Tęsiame aerobinio ląstelinio kvėpavimo proceso schemą.

Elektronų pernašos grandinė (sistema) susideda iš eilės oksiduoti ir redukuoti galinčių nešiklių. Kai elektronai keliauja šia grandine, palaipsniui yra atpalaiduojama energija, kuri yra panaudojama ATP gamybai oksidacinio fosforilinimo būdu. Eukariotinėse ląstelėse elektronų pernašos sistema yra vidinėse mitochondrijų membranose, o prokariotinėse ląstelėse – plazminėje membranoje.

Elektronų pernašos grandinėje yra trys klasės nešiklių molekulių:

• Flavoproteinai. Šių baltymų sudėtyje yra flavino – kofermento, kilusio iš riboflavino (vitamino B₂) ir galinčio atlikti besikeičiančias oksidacijos ir redukcijos reakcijas. Vienas iš svarbiausių flavino kofermentų yra flavino mononukleotidas (FMN);

• Citochromai. Šių baltymų sudėtyje yra geležies grupė (hemo grupė), turinti redukuotą formą (Fe²⁺) ir oksiduotą formą (Fe³⁺). Elektronų pernašos sistemoje yra citochromas b (cyt b), citochromas c₁ (cyt c₁), citochromas c (cyt c), citochromas a (cyt a) ir citochromas a₃ (cyt a₃);

• Ubikvinonai arba kofermentas Q. Žymimas tiesiog Q. Tai yra nedideli nebaltyminiai nešikliai. 

Elektronų pernašos grandinės nešikliai ir jų tvarka gali skirtis tarp skirtingų bakterijų ar net ir ta pati bakterija gali turėti kelias skirtingas sistemas. Taip pat prokariotų elektronų pernašos grandinės skiriasi nuo eukariotų mitochondrijose esančių sistemų. Tačiau, kad ir kokia būtų sistema, ji pasiekia tą patį tikslą – atpalaiduoja energiją, kai elektronai perduodami iš aukštos energijos dalelių žemesnės energijos dalelėms. Daugiausiai yra žinoma apie mitochondrijose esančias eukariotinių ląstelių elektronų pernašos grandines, todėl jos ir bus aprašytos toliau.

Pirmasis žingsnis – elektronų perdavimas iš NADH į FMN, pirmąjį nešiklį grandinėje. Šio žingsnio metu vandenilio atomas, turintis du elektronus, perduodamas FMN, kuris papildomą protoną (H¹) pasiima iš supančios skystos terpės. Šio žingsnio rezultatas – NADH yra oksiduojamas į NAD⁺, o FMN yra redukuojamas į FMNH₂.

Antrasis žingsnis – FMNH₂ perduoda 2H⁺ į kitą mitochondrijos membranos pusę ir perduoda du elektronus kofermentui Q. Antrojo žingsnio rezultatas – FMNH₂ oksiduojamas į FMN, o kofermentas Q pasiima papildomus 2H⁺ iš supančius skystos terpės ir juos taip pat perkelia į kitą membranos pusę.

Kitame žingsnyje dalyvauja citochromai. Kofermentas Q elektronus paeiliui perduoda cyt b, cyt c₁, cyt c, cyt a ir cyt a₃. Kiekvienas citochromas yra redukuojamas, kai pasiima elektronus, ir oksiduojamas, kai juos atiduoda. Paskutinis citochromas, cyt a₃, perduoda elektronus deguonies molekulei (O₂), kuri tada įgyja neigiamą krūvį ir iš supančios aplinkos pasiima protonus. Suformuojama vandens molekulė (H₂O).

FADH₂, susidaręs Krebso ciklo metu, taip pat yra elektronų šaltinis elektronų pernašos grandinei. Tačiau FADH₂ yra silpnesnis elektronų donoras už NADH. Kai elektronų pernašos sistemai elektronus suteikia FADH₂ pagaminama trečdaliu mažiau ATP.

Svarbi elektronų pernašos grandinės savybė yra ta, kad grandinėje yra tokių nešiklių (FMN ir Q), kurie geba priimti ir atiduoti tiek elektronus, tiek protonus, ir kitų nešiklių (citochromų), kurie perkelia tik elektronus. Tam tikruose taškuose elektronų tėkmė grandinėje yra lydima aktyvaus protonų transporto. To rezultatas – protonai yra sutelkiami vienoje mitochondrijos membranos pusėje ir jie suteiks energijos ATP gamybai. 

 

https://www.tumblr.com/search/ubiquinol

  
Sekit ir dalinkitės. Nauji įrašai kiekvieną pirmadienį ir ketvirtadienį. Iki kito susitikimo :)

chekas

Informacijos šaltiniai:

• Gerard J. Tortora, Berdell R.Funke, Christine L. Case. "Microbiology. An Indtroduction". 11th edition. p 127,128