HC13 - Oxidatieve Fosforylering

Question 1

Wat is de oxidatieve fosforylering, simpel uitgelegd?

Answer 1

De energie van de elektronen wordt gebruikt om een protonen gradiënt te creëren, die wordt gebruikt om van ADP ATP te maken.

Question 2

Welke 4 complexen en 2 elektronendragers worden er gebruikt bij de oxidatieve fosforylering?

Answer 2

1. NADH-Q reductase complex
2. Succinaat dehydrogenase
3. Cytochroom c reductase complex
4. Cytochroom c oxidase complex
5. Ubiquinone (Q)
6. Cytochroom c

Question 3

Wat doet coenzym Q (ubiquinon)?

Answer 3

Coenzym Q neemt 2 elektronen en 2 H⁺ op van NADH of FADH₂ en wordt zo de alcoholvariant, ubiquinol.
Ubiquinon wordt dus gereduceerd, en NADH/FADH₂ geoxideerd.

Question 4

Wat gebeurt er bij complex 1?

Answer 4

Daar komen de elektronen van NADH binnen, waardoor NADH weer NAD wordt. Die elektronen gaan op coenzym Q zitten, waardoor er QH₂ en dus een lading ontstaat. Hierdoor worden d.m.v. pistons 4 H⁺ uit de matrix gebracht, de intermembrane space in.

Question 5

Wat gebeurt er bij complex 2?

Answer 5

Daar komen de elektronen van FADH₂ binnen. Dit enzym is eigenlijk het krebscyclusenzym succinaatdehydrogenase. Complex 2 pompt, in tegenstelling tot complex 1, geen protonen naar buiten.

Question 6

Wat gebeurt er bij complex 3?

Answer 6

Hier worden de elektronen van QH₂ overgegeven aan cytochroom c, een carrier die wateroplosbaar is. Hierdoor ontstaat weer energie, waardoor 4 protonen naar buiten worden gepompt.

Question 7

Wat gebeurt er bij complex 4?

Answer 7

Hier geeft cytochroom c zijn twee elektronen weer af aan een half zuurstof, waardoor er water wordt gevormd. Hierdoor worden ook weer 2 protonen naar buiten gepompt.

Question 8

Als je de elektronen van NADH afgeeft op complex 1, hoeveel protonen levert dat uiteindelijk op? Hoeveel ATP levert dat op?

Answer 8

10 protonen, waarmee je 2,5 ADP en 2,5 fosfaat om kan zetten in 2,5 ATP. Je krijgt dus per 4 protonen 1 ATP

Question 9

Als je de elektronen van FADH₂ afgeeft op complex 2, hoeveel protonen levert dat uiteindelijk op? Hoeveel ATP levert dat op?

Answer 9

Dat levert 6 protonen op (omdat complex 2 zelf geen protonen naar buiten pompt), waarmee je 1,5 ADP en 1,5 fosfaat om kan zetten in 1,5 ATP.

Question 10

Overzicht

Answer 10

Question 11

Waar ga je de protonengradiënt die je bij de 4 complexen hebt gerealiseerd voor gebruiken?

Answer 11

Voor de synthetisering van ATP door ATP synthase

Question 12

Hoe draait de c ring van de ATP synthase?

Answer 12

Question 13

Wat brengt het draaien van de c ring van ATPase teweeg?

Answer 13

Als de c ring gaat draaien, draait het gamma deeltje, en gaat het onderste gedeelte van conformatie veranderen

Question 14

In hoeveel conformaties kunnen de β subunits van ATPase zitten en welke zijn dat?

Answer 14

Ze kunnen in 3 conformaties zitten
1. Tight: ADP + Pi -> ATP
2. Open: ATP wordt vrijgelaten, nieuw ADP komt naar binnen
3. Loose: ADP + Pi wordt gevangen

Question 15

Hoe draaien de β subunits van ATPase door invloed van de gamma subunit?

Answer 15

Ze draaien tegen de klok in, steeds met 120 graden.

Question 16

Welke kant werkt de ATPase op?

Answer 16

Het kan beide kanten op werken, en is dus afhankelijk van de protonengradiënten. Bij een hoge protonengradiënt buiten de matrix en weinig ATP in de matrix wordt er ATP gemaakt en wordt H⁺ de matrix ingepompt, terwijl bij een hoge ATP concentratie in de matrix en een lage protonen concentratie in de intermembraanruimte ATP juist wordt omgezet in ADP en zo H⁺ weer uit de matrix gepompt wordt.

Question 17

Wat moet je met de NADH in het cytosol doen die bij de glycolyse ontstaat? En wat zou er gebeuren als je dat niet doet?

Answer 17

Je moet ze in het mitochondrion brengen om de elektronen af te geven, omdat er anders niet genoeg NAD meer is om uberhaupt nog glucose af te breken

Question 18

Hoe werkt de glycerol 3-fosfaat shuttle?

Answer 18

De elektronen op NADH worden afgegeven aan glycerol 3-fosfaat, dat het outer mitochondrial membrane oversteekt, en de elektronen afgeeft aan mitochondrial glycerol 3-fosfaat dehydrogenase. Dat zet de elektronen op een FAD om zo FADH₂ te maken. Vanuit daar gaan de elektronen over naar Q om zo QH₂ te vormen. Deze elektronen die origineel van NADH afkomen slaan dus complex 1 over.

Question 19

Wat zijn de twee mogelijkheden om NADH in het mitochondrion te krijgen voor de oxidatieve fosforylering?

Answer 19

De glycerol 3-fosfaat shuttle en de malaat aspartaat shuttle

Question 20

Hoe werkt de malaat aspartaat shuttle?

Answer 20

De elektronen van NADH worden overgezet op oxaloacetaat om malaat te vormen. Malaat kan gewoon zo het mitochondrion in door uitwisseling met α-ketogluteraat. Daar wordt d.m.v. malaat dehydrogenase malaat weer omgezet in oxaloacetaat en worden de elektronen weer afgegeven aan een NAD⁺ in de matrix. Deze NADH kan dan weer naar complex 1 toe om zijn elektronen af te geven.

Question 21

Welke shuttle (van glycerol 3-fosfaat en malaat aspartaat shuttle) levert bij glucose afbraak 30 ATP op en welke 32 ATP

Answer 21

De glycerol 3-fosfaat shuttle levert 30 ATP op, en de malaat aspartaat shuttle levert 32 ATP op. Bij de malaat aspartaat shuttle maak je van 2 NADH uit de glycolyse 2 NADH in het mitochondriale matrix, terwijl je bij de glycerol 3-fosfaat shuttle 2 FADH₂ maakt. Elke NADH levert 2,5 ATP en elke FADH₂ levert 1,5 ATP op. Je hebt dus met de glycerol 3-fosfaat shuttle 2 ATP minder gegenereerd.

Question 22

Hoe wordt ATP vanuit de matrix het cytosol ingebracht?

Answer 22

Via een ADP-ATP translocase

Question 23

Noem een aantal voorbeelden van transporters op het mitochondriale binnenmembraan

Answer 23

Question 24

Hoe heten de vouwingen in het binnenmembraan van het mitochondrion?

Answer 24

Cristae

Question 25

De volgorde van de electronendragers in de electronentransportketen is zodanig dat de electronen doorgegeven worden in de richting van een toenemende …?

Answer 25

Redoxpotentiaal

Question 26

Wat is het verschil in type oxidatie van FAD en NAD⁺?

Answer 26

Question 27

Wat is een dimeer van ATP syntase?

Answer 27