Респираторна низа

Од Википедија, слободна енциклопедија

Респираторната низа или ланецот за транспорт на електрони е крајниот заеднички метаболички пат на биолошката оксидација кој се состои од серија на електронски транспортери во внатрешните митохондријални мембрани кои ги предаваат електроните од редуцираните коензими на молекуларниот кислород по пат на последователни редокс реакции. На овој начин се добива најмногу енергија која се користи за одвивање на биолошките процеси. Целата реакција на респираторната низа може да се претстави со следната хемиска равенка:

2H + 2e- + ½O2 → H2O + енергија

Од равенката се забележува дека 2 водородни јони, 2 електрони и една кислородна молекула реагираат меѓусебно и формираат вода, а притоа се ослободува големо количество на енергија. Оваа реакција е егзотермна. Оваа релативно право насочена реакција се одвива во осум или повеќе чекори. Енергијата која се добива е во форма на три ATP молекули кои се создаваат за една употреба на респираторната низа.

Респираторната низа се состои од 3 комплекси на интегрални мембрански протеини (односно ензими):

  • NADH дехидрогеназен комплекс (I)
  • Цитохром c редуктазен комплекс (III)
  • Цитохром c оксидазен комплекс (IV)

како и од два слободно дифузабилни молекули: убихинон и цитохром c, кои ги предаваат електроните од еден комплекс на друг.

[уреди] Цели на респираторната низа

Со респираторната низа се постигнува:

  • Трансфер на електрони од NADH (како и од FADH2) до кислородните молекули, при што се формираат (со помош на протоните) молекули на вода (H2O). Треба да се забележи дека цитохромот c може да транспортира само еден електрон за одредено време, така што ензимот цитохром с оксидаза мора да почека додека да акумулира 4 од нив за да може да реагира со кислородот.
  • Искористување на енергијата ослободена од овој транспорт за испумпување на протоните (H+) од матриксот во меѓумембранскиот простор на митохондријата. Приближно околу 20 протони се испумпуваат во меѓумембранскиот простор како што четирите електрони потребни за редуцирање на кислородот во вода поминуваат низ респираторната низа. Градиентот на протони формиран низ внатрешната мембрана со овој процес на активен транспорт формира минијатурна батерија. Протоните можат да се вратат назад во матриксот (намалувајќи го градиентот) само преку друг комплекс на интегрални протеини во внатрешната мембрана - ATP синтаза комплексот.
Stylized representation of the ETC.  Energy obtained through the transfer of electrons (black arrows) down the ETC is used to pump protons (red arrows) from the mitochondrial matrix into the intermembrane space, creating an electrochemical proton gradient across the mitochondrial inner membrane (IMM) called ΔΨ.  This electrochemical proton gradient allows ATPhigh synthase to use the flow of H+ through the enzyme back into the matrix to generate ATP from adenosine diphosphate (ADP) and inorganic phosphate.  Complex I (NADH coenxyme Q reductase; labeled I) accepts electrons from the Krebs cycle electron carrier nicotinamide adenine dinucleotide (NADH), and passes them to coenzyme Q (ubiquinone; labeled UQ), which also receives electrons from complex II (succinate dehydrogenase; labeled II). UQ passes electrons to complex III (cytochrome bc1 complex; labeled III), which passes them to cytochrome c (cyt c). Cyt c passes electrons to Complex IV (cytochrome c oxidase; labeled IV), which uses the electrons and hydrogen ions to reduce molecular oxygen to water.
Stylized representation of the ETC. Energy obtained through the transfer of electrons (black arrows) down the ETC is used to pump protons (red arrows) from the mitochondrial matrix into the intermembrane space, creating an electrochemical proton gradient across the mitochondrial inner membrane (IMM) called ΔΨ. This electrochemical proton gradient allows ATPhigh synthase to use the flow of H+ through the enzyme back into the matrix to generate ATP from adenosine diphosphate (ADP) and inorganic phosphate. Complex I (NADH coenxyme Q reductase; labeled I) accepts electrons from the Krebs cycle electron carrier nicotinamide adenine dinucleotide (NADH), and passes them to coenzyme Q (ubiquinone; labeled UQ), which also receives electrons from complex II (succinate dehydrogenase; labeled II). UQ passes electrons to complex III (cytochrome bc1 complex; labeled III), which passes them to cytochrome c (cyt c). Cyt c passes electrons to Complex IV (cytochrome c oxidase; labeled IV), which uses the electrons and hydrogen ions to reduce molecular oxygen to water.