HOOFDSTUK 4 Flashcards
oxidatieve fosforylatie
oxidatieve fosforylatie omvat 3 componenten/delen
- elektronenstroom (donor -> acceptor)
- de vrije energie is gekoppeld aan het opwaartse transport van protonen over een protonimpermeabel membraan
- transmembraantransport van p+ terug naar beneden hun elektrochemisch gradiënt levert de vrije energie voor ATP-synthese
ubiquinine
= coenzyme Q
= vetoplosbare benzoquinone met lange isoprenoïde zijketen
- gereduceerd tot Q via uitwisseling van 2H’tjes
= kleine, hydrofobe moleculen
= vrij diffunderen binnenin de lipiden dubbellaag van mitochondriën
= ubiquinone kan e- en p+ dragen
heem
= Fe-poryhphyrine prosthetische groep van heemeiwitten
- 3 typen
heem C is covalent gebonden aan cytochroom C eiwitten
cytochromen?
= heemeiwitten die dienen als elekronendragers in de ademhaling, fotosynthese en andere redoxreacties
ijzer-zwavel centers
= elektrondrager bestaande uit 1 of meer Fe-ionen geassocieerd met 2 of meer zwavelatomen van Cys-residuen of van anorganisch sulfide
elektrondragers aan top/onderkant en hun affiniteit?
elektrondragers top = grote neiging om elektronen af te staan
elektrondrager onder = grote neiging om elektronen op te nemen
transport van elektronen naar beneden de mitochondriale adehalingsketen?
= exergonisch proces
= spontaan
respirasoom?
= supercomplex van complex I - complex IV
complex I
= protonenpomp die wordt aangedreven door de energie van elektronenoverdracht.
De reactie die het katalyseert is vectorieel: het verplaatst protonen in een specifieke richting van 1 locatie naar de andere
mitochondriale matrix (neg) -> intermembranaire ruimte (pos)
complex II
= succinaat dehydrogenase
- katalyseert de exergonische transfer van 2H-atomen van FADH2 naar ubiquinone
- ubiquinol kan vrij diffunderen naar complex III
complex III
= cytochroom C oxidoreductase
- exergonische transfer van elektronen vanuit ubiquinol naar cytochroom C
- endergonische transfer van 2 protonen vanuit matrix naar intermembranaire ruimte
werking van complex III?
=> het vrijlaten van protonen in de intermembranaire ruimte door complex III is niet het resultaat van een protonenpomp, wel het resultaat van de oxidatie van ubiquinol tot ubiquinone
complex IV
= cytochroom C oxidase
- exergonische transfer van elektronen vanuit cytochroom C naar moleculaire zuurstof met de vorming van water waarbij 2 protonen verbruikt worden uit de matrix
- endergonische transfer van 2 protonen vanuit de matrix naar de intermembranaire ruimte (tegen de transmembranaire protongradiënt)
de netto reactie gekatalyseerd door complex IV
2 Cyt. C (Fe2+) + ½ O2 + 4H+n
-> 2 Cyt. C (Fe3+) + H2O + 2H+p
verschil als we NADH of FADH2 gebruiken als elektroncarrier
- NADH = meer ATP
NADH = 10 H’tjes -> ATP
FADH2 = 6 H’tjes -> ATP
wat is het eindresultaat van het elektrontransport?
= ontstaan van protonengradiënt
F-type ATPasen
= protontransporters die meestal protonen tegen hun gradiënt in vervoeren en hierbij een ATP gebruiken
F0 subunit
= integraal membraan-proteïne-complex
= C-ring (8 - 15 kopiën)
- Cring roteert rond zijn as, loodrecht op het membraan
- A-eiwit = enkele kopie dat de buitenkant van de C-ring bindt
F1-subunit
= perifere membraan-proteïne-complex
= α3β3 hexameer = 3 kopieën van de α en β eiwitten georganiseerd in αβdimeren
+ γε complex = gammaketen en epsilonketen die wegwijst van de F0 subunit
+ delta proteïne = enkele kopie die bindt aan de top van de Fi subunit
organisatie F0 en F1
De F0-subunit bevat het protonkanaal van het complex, terwijl de F1 subunit de ATP synthase activiteit voorstelt
hoe produceert de protonflow door F0 een roterende beweging?
- alfa = 2 kanalen
o één halfkanaal open naar de intermembrane ruimte (P-zijde)
o één halfkanaal open naar de mitochondriale matrix (N-zijde). - uiteinde van halve kanalen maken verbinding met Asp/Glu-residuen
- carboxylen (-) van Asp/Glu maken zoutbrug met Arg (+)
- protonering van Asp/Glu = verplaatsing Arg
- Arg interactie met geprotoneerde Asp/Glu
= draaiing tegen de klok in
energie van F0/F1
de roterende beweging van de C-ring is het resultaat van thermische beweging, unidirectioneel gemaakt door het grote verschil in protonconcentratie over de binnenste mitochondriale membraan
we kunnen 3 vormen onderscheiden
openvorm = O
losse vorm = L
strakke vorm = T
open vorm O
laat ATP los en geeft ons ADP + Pi
losse vorm L
bindt ADP met Pi
strakke vorm T
induceert de binding van ADP + Pi <=> ATP en bindt ATP strak
hoeveel ATP-moleculen laat 1 volle rotatie vrij?
elke volle rotatie = 3 ATP
wat is de snelheid van rotatie in mitochondria?
100 rotaties/seconde
=> 300 ATP/seconde
ADP wordt geïmporteerd en ATP wordt geëxporteerd
adenine nucleotide translocase
antiport mechanisme
nettoreactie van NADH als elektroncarrier
NADH + H+ + 2,5ADP + 2,5Pi + ½ O2 -> NAD+ + H2O + 2,5 ATP
nettoreactie van FADH2 als elektroncarrier
FADH2 + 1,5ADP + 1,5Pi + ½ O2 -> FAD + H2O + 1,5
