ביוכימיה 3 Flashcards
תפקוד המיטוכונדריה
?איך מתרחש פיזור המיטוכונדריה
?NADH מקורות
אחראית על :יצור אנרגיה , טרמוגנזה , יצירת סטרואידים ואפופטוזיס
פיזור המיטוכונדריה משתנה בין רקמה לרקמה .ברקמות שבהן ישנה צריכה מטבולית גבוה כגון מוח , שריר שריר הלב ועין יהיו בעלי מאות ואלפי מוטוכונדריה בתא אחד
בתאים אלו המבנה המיטוכונדריה גם מעט יותר צפופה ויש לכל מיטוכונדריה יותר קריסטה
: NADH מקורות
PDH פעילות האנזים
פעילות אנזימי מעגל קרבס
חמצון חומצות שומן
חמצון חומצות אמינו
?כמה חלבונים יש במיטוכונדריה
במיטוכונדריה הינוקית ישנם 1100 חלבונים פעילים, מתוכם כ300- בעלי תפקיד שאינו ידוע
? אחת NADH כמה פרוטונים מפומפמים עבור מולקולת
?כמה פרוטונים צריך לפמפם כידי לחזר חמצן אוטמוספרי
שתי אלקטרונים שיעברו בקומפלקס 1 פלוס 2 אלקטרונים : NADH עבור מולקולת
שיעברו בקומפלקס 3 ואז 4
מבחינת פרוטונים 4 פרוטונים יופמפמו בקומפלקס 1 ו 3 ו_-2 פרוטונים_ יפמפמו על
קומפלקס 4
NADH סה”כ 10 פרוטונים יעברו לתווך הבינממבראנלי עבור מולקולת
NADH עבור חיזור מלא של חמצן אוטמוספרי צריך 4 אלקטרונים זאת אומרת 2
זאת אומרת סה”כ יפומפמו 20 פרוטונים
? איך פלאבין קשור לשרשרת מעבר אלקטרונים
FMN קומפלקס 1 מכיל בתוכו
FAD קומפלקס 2 מכיל בתוכו
גליצרול-3-פוספאט דה הידרוגנאז
פלאבין- מקבלת 2 אלקטרונים אך מוסרת אותם אחד אחד ולכן יכולה לשמש כמתווכת לבין יוביקווינון NADH בין
פלאבין איננה קבוצה העומדת בפני עצמה אלה כמעט תמיד מצויה כחלק מחלבון
הקישור לחלבון הוא מאוד צמוד ולעיתים אף קולנטי
פוטנציאל החיזור של פלאבין לא קבוע בניגוד לניקוטין אלה תלוי בקונטקסט החלבוני בו הוא נמצא
FMN,FAD :מול שהם פלאבין הם
יוביקווינון
יוביקווינון בגרסה המחומצנת – מולקולה קטנה וליפידית, הדומה מאד לפלסטוקוינון
הצמחית או ל-מנאקווינון החיידקית
?מה את יודע על ציטוכרומים
HEME ציטוכורומים – חלבונים המכילים קבוצות
A,B,C ישנם שלושה סוגים של ציטוכרומים במיטוכונדריה
כל אחד מהסוגים מציג בליעת אור מקסימאלית באורך גל אחר
כמו-כן הצבע של הציטוכורום משתנה בהתאם למצבי חמצון החיזור של הברזל
קשורות לחלבון באופן הדוק אך לא קולנטי B ושל A של HEME קבוצות ה
הקשר הוא קולנטי דרך חומצה אמינית ציסטאין C ואילו בציטוכורום
פוטנציאל החיזור של הברזל משתנה בהתאם לקונטקסט החלבוני ולכן כל אחד
אחר REDOX מהסוגים הינו בעל פוטנציאל
HEME שימו לב שקבוצות
כמו כל הקבוצות של הברזל יכולות לקבל אלקטרון בודד. לא מעט חלבונים בשרשרת מעבר האלקטרונים הם ציטוכורומים
B קומפלקס 3-מכיל ציטוכרום
שהם אינטגרליים בממברנה הפנימית של C ישנם ציטוכרומים מסוג -C ציטוכרום
עצמו מצוי בתווך הבינממבראנליC המיטוכונדריה למשל בקומפלקס 3 אך ציטוכרום
מסיס ונצמד לממברנה פנימית מצידה החיצונה בעזרת אינטראקציות אלקטרוסטטיות
a3 ואת a קומפלקס 4 -מכיל את ציטוכרום
צברי ברגז גופרית
צברי ברזל גופרית – יכולים להיות אינ-אורגניים לחלוטין או כחלק ממולקולות אורגניות
על ידי קשרי קורדינציה עם שיירי ציסטאין
כל ברזל יודע להעביר אלקטרון אחד בלבד. חשוב לומר שצברים אלו מצויים בתוך קומפלקסים חלבונים
Rieske iron sulfor protein חלבונים אלו קרויים
לפחות שמונה חלבונים כאלו מתפקדים בשרשרת מעבר האלקטרונים במיטכונדריה
משתנה בהתאם למיקרו סביבה Redox גם במקרה זה פוטנציאל ה
(השרשת הפוליפפטידית) ונע בין -0.65 וולט ל+0.45 וולט
?הם אותם ערכים בתנאים סטנדרטיים ולא סטנדרטיים Redox האם ערכי
סטנדרטיים Redox בטבלה 19-2 תוכלו למצוא ערכי
שימו לב שהערכים שונים מאלו של התא מאחר ובתא התנאים אינם סטנדרטיים
מאחר והריכוזים של הגרסאות המחומצנות והמחוזרות אינם אחת מולאר
על מנת להתחיל לחקור את הקומפלקסים השונים, תחילה יש להפרידם אחד מהשני
?איך מתבעצץ ההפרדה
שלב 1:דיגיטונין – זהו דיטרגנט המשמש לפירוק של הממברנה החיצונית של המיטוכונדריה
osmotic rupture שלב 2: שימוש בטכניקות של
מאפשר לשבור את הממברנה הפנימית למקטעים
שלב 3:הפרדה של הקומפלקסים נעשית על ידי שימוש בדטרגנט נוסף שלאחריו Ionexchange משתמשים בכרומוטוגרפיית
ההפרדה נעשית על פיפרמטרים חשמליים של הקומפלקסים
ATP synthase קומפלקס
שלעיתים מכונה גם קומפלקס ,5 לאחר ההפרדה הזו הוא חסר פעילות סינתזה של
ולא מייצרATP קרי הוא מפרק ATP ודווקא בעל פעילות של הידרוליזה של ATP
?מה כולל קומפלקס 1
?למה משמש הפלאבין
קומפלקס 1 מכיל:
42 שרשראות פוליפפטידיות
מהמטריקס NADH חלבון פלאביני המחמצן את
הפלאבין משמש לפיצול אלקטרונים בשני מסלולים פנימיים של צברי ברזל גופרית
כך שיוביקווינון יוכל לקבל אותם אחד אחד ולהפוך לסמי-קווינון ואז ליוביקווינול.
?מי מעקב את מעקב קומפלקס 1
אמיטאל -חומר ממשפחת הברביטוראטים
רוטנון-מדביר חרקים שמופק מצמחים
אנטיביוטיקה- A פיריצידין
כל השלושה מעקבים את המעבר של האלקטרונים ממרכזי ברזל גופרית ליוביקוינון
?מה מכיל קומפלקס 2
קומפלקס 2 מכיל מרכז פלאביני המפצל את האלקטרונים לשני מסלולי בצברי ברזל גופרית.
האלקטרונים מגיעים ליוביקווינון שהופך לסמי-קווינון ואז ליבוקווינול.
מבנה
4 שרשראות פוליפפטידיות
5 קבוצות פרוסטטיות משני סוגים
הינם חלבונים אינטגראלים , כל אחד עם 3 הליקסים חוצי D ו C יחידות
ממברנה
סנדוויץ ביניהם-heme b יחידה
קושרת שתי מולקולות של הפוספוליפיד פוספטידיל אתנול אמין -D יחידה
מכילה שלושה מרכזי ברזל גופרית A יחידה
FAD אתר קישור ל B יחידה
ואתר קישור לסוקסינאט - הסובסטראט של הקומפקלס, וכן אתר קישור ליוביקווינון
b שימו לב שיש בקומפלקס 2 את ציטוכרום
שככה”נ איננו חלק מהדרך הישירה להעברת אלקטרונים
אלא מונע זליגה של אלקטרונים מחוץ למערכת, דבר שעלול היה לגרום להופעה
של רדיקלים חופשיים של חמצן
מאחר ורדיקלים חופשיים של חמצן הם אחד הגורמים המובילים לגידולים, בני או Heme b אדם עם מוטציה בקומפלקס 2 סמוך לקבוצת ה
באתר הקישון לקווינון, סובלים ממחלה תורשתית הקרויה פרא-גנגיליומה אשר CAROTID BODY מובילה להופעת גידולים שפירים באיבר קטן הקרוי
שתפקידו לחוש את רמת החמצן בדם - גידולים הנגרמים עכב הרס מוגבר של
הרקמה בעקבות עלייה ברדיקלים החופשיים של חמצן
?פרט על קומפלקס 3
היחידה הפונקציאונלית בקומפלקס 3 הינה דימר bc1 נקראת גם ציטוכרום
b של ציטוכרום
המאפשר תנועה של גם תנועה של יוביקווינון בין שני עלעלי הממברנה הפנימית
מבנה – דימר המורכב משתי יחידות – כל יחיד מורכבת מ 11 תת יחידות
B הליבה הפעילה של כל מונומר מוכבת מ 3 תת יחידות –ציטוכרום
bL ו bH הקרויות Heme עם 2 קבוצות
1C שהיו בעל שני מרכזי ברזל גופרית וציטוכרוםReiske חלבון ברזל גופרית על שם
הם אתרי קישור של יוביקווינוןכל אחד מיהם מצוי עלך עלעל QN ו QP האתרים
זה המטריקס - N אחר של הממברנה
צד הציטוזולי P ו
כל אחד מיהם מהווה אתר עיכוב על ידי תרופה אחרת שחוסמת את תהליך מעבר האלקטרונים
QN ליוביקווינון וזה נעשה באתר BH חוסמת את מעבר האלקטרונים מ -A אנטימיצין
מיקסוטיאזול מונע את מעבר האקטרונים מיוביקווינול לצברי הברזל גופרית המצויים על
מהקבוצות אליהן הוא מוסר או מהן הוא מקבל אלקטרון reiske גבי חלבון
קומפלקס 3 מקבל את האלקטרונים מיוביקווינול__– שני האלקטרונים הולכים לשני מסלולים נפרדים
המסיס C ומשם לציטוכרום C1 מסלול “עליון” דרך צברי ברזל גופרית אל ציטוכורום
שמצוי כאמו בתווך הבין ממברנאלי
BH ומשם לציטוכרום BL מסלול “תחתון” דרך ציטוכורום דרך ציטוכורום
ומשם ליוביקווינון נוסף הממתין בתוך הקומפלקס ומומר להיות סמי-קווינון
על מנת לסיים את התהליך יש צורך במחזור נוסף
C ומשם לציטוכרום C1 מסלול “עליון” דרך צברי ברזל גופרית אל ציטוכורום
המסיס (שמצוי בתווך הבין ממבראנלי)כ
ומשם לסמי קווינון BH ומשם לציטוכרום BL מסלול “תחתון” דרך ציטוכורום
מהמחזור הקודם שמומר להיות יוביקווינול
קומפלקס 3 שואב פרוטון על כל אלקטרון שעבר
C קומפלקס 4 מקבל אלקטרון בודד מציטוכרום
ומשם a ומשם לצטכרום a3 מחוזר אשר נע בתוך החלבון בין צברי נחושת וציטוכרום
.לחמצן אטמוספרי
C יש צורך ב 4 אלקטרונים, כלומר ב 4 מולקולות מחוזרות של ציטוכורום
על כל אלקטרון, קומפלקס 4 שואב פרוטון אחד מהמטריקס אל התווך הבין ממברנאל