Oxidativ fosforylering Flashcards

1
Q

Hur stor är den utvunna energin vid spjälkning av ATP?

A

7,3 kcal/mol

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Vad kan man säga om kroppens ATP-lager?

A

Den är liten och relativt konstant genom alla aktivitetsnivåer. Vid hårt arbete minskar ATP-lagren med totalt 20%. Istället ändras nivåerna ADP och AMP betydligt mer.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Hur ser mitokondriens struktur ut?

A
  • Yttre, semipermeabelt membran (metaboliter och ATP. kan ta sig ut)
  • Inre, starkt veckat och i princip impermeabelt inre membran. 75 % proteiner
  • Intermembrane space
  • Matrix, utrymmet innanför inre membranet.
  • Cristae - kraftiga veckningar i inre membranet
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Var i kroppen finns det flest mitokondrier?

A

Där vi behöver mest ATP

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Vad kan leda till minskning eller ökning av antalet mitokondrier?

A

Ålder leder till en minskning i både antal och storlek. Detta kan motverkas och påverkas med hjälp av aerob träning.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Var är det vanligast att en defekt uppkommer i mitokondrien?

A

I något av proteinerna i andningskedjan, vanligen i form av punktmutationer. Detta leder till en minskad ATP-produktion

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Hur kan vi få energi från NADH och FADH2?

A

Vi får det indirekt. Jämför med att man måste växla dollar till svenska kronor för att kunna betala i Sverige.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

På vilka två sätt kan cellen producera tillräckligt ATP?

A
  • Anaerobt genom direkt fosforylering på substratnivå (10 % av alla ATP tillkommer såhär)
  • Aerobt genom elektrontransportkedjan. Det är ett resultat av två prcoesser. Först används energi för att skapa en gradient över ett membran. Energin från denna används sedan för att driva ett proteinkomplex som bildar ATP.
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Hur går elektrontransportkedjean med NADH som utgångspunkt?

A

NADH lämnar ev två elektroner till komplex I som transporteras via flera red-ox-centra i komplexet tills det når ett dockingsite. Där transporteras de över till komplex III med hjälp av ubikinon. Tillsammans med elektronerna har även två H+ transporterats, en från NADH och en från matrix. När de når komplex III kommer H+ att gå ut till intermembranutrymmet medan elektronerna vandrar vidare genom komplexet. sedan när de cytokrom C som för över en elektron i taget till komplex IV genom att röra sig fritt längs membranet. I komplex IV, cytokromoxidas, går de ner tillbaka till matrix där de tillsammans med H+ går ihop med syre och bildar vatten.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Vad är nettoreaktionen av ETK med NADH som utgångspunkt?

A

NADH + H+ + 1/2 O2 –> NAD+ + H2O

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Vad är och hur fungerar ubikinon?

A

Det är en fettlöslig elektronbärare i mitokondriens inre membran (även kallad koenzym Q). Den fettlösliga delen är en hydrofob lipidsvans fäst till en ringstruktur. Eftersom den är rörlig i membranet kommer den att komma i kontakt med de orörliga komplexen i ETK och kan lämna av elektronerna. I sin oxiderade form utan elektroner benämns den ubikinon. Sedan tas en elektron och en H+ upp och då bildas radikalen semikinon. Eftersom den är reaktiv kommer ytterligare ett sådant par tas upp så att ubikinol bildas; den fullt oxiderade formen som förflyttas till komplex III.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Vad är och hur fungerar cytokrom C?

A

Det är ett membranassocierat skyttelprotein. Den har en hemegrupp som prostetisk grupp vilken fungerar som ett red-ox-centrum och kan då endast kan ta upp en elektron i taget. Det som är speciellt med detta är att det inte är ett membranprotein utan är istället associerat med elektrostatiska krafter till den yttre delen av inre membran.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Hur går elektrontransportkedjan med FADH2 som utgångspunkt?

A

FAD är en prostetisk grupp till enzymet succinat dehydrogenas, även kallad komplex II. Elektroner som har fångats upp av denna har olika inkörsportar genom proteinet men kommer att, tillsammans med två H+ att nå ubikinon och därefter ta samma väg genom ETK.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Vad är nettoreaktionen i elektrontransportkedjan med FADH2 som utgångspunkt?

A

FADH2 + 1/2 O2 –> FAD + H2O

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Var lämnar betaoxidationen sina elektroner i ETK?

A

Direkt till coenzym Q

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Varför dras elektronerna framåt i ETK?

A

Sett till varje enzym så kommer varje enzym ha en ökad redox-potential; alltså så kommer det nästkommande proteinkomplexet, och även nästkommande steg i ett och samma proteinkomplex, ha en större möjlighet att transportera elektroner och därmed göra elektronerna mer benägna att vandra längs ETK. Därtill tappar också elektronerna i fri energi vilket gör det mer fördelaktigt för dem att transporteras vidare.

17
Q

Varför kan man säga att komplex II egentligen inte är en del i ETK?

A

Det sker ingen energiutvinning då elektronerna vandrar genom komplexet.

18
Q

Hur används energin som utvinns i ETK?

A

För att bilda en protongradient genom att pumpa ut protoner till intermembranområdet.

19
Q

Hur många protoner pumpas genom respektive proteinkomplex i ETK? Hur ser nettotransporten ut?

A

I: 4H
III: 2 från komplex I och 2 från matrix
IV: 2 men det används också två H+ från matrix vid bildandet av vatten.

Totalt 10 st H+ går ut för varje 2e- som lämnas av av NADH. För FADH2 kommer 6 st att pumpas ut eftersom komplex I inte används.

20
Q

Hur ser ATP-syntas ut?

A

Enzymet har en F0-del som sitter i membranet. Den utgör kanalen ner till rotorbladen och även En del som roterar när H+ fäster till den. Denna del är fäst till gamma, en del av F1, som kan rotera men har en asymetrisk form vilket kommer att orsaka konformationsändringar i delen där ADP och Pi fäster vilket gör att dessa stabiliseras och sedan binder till varandra så att ATP har bildats. Delen där ATP direkt syntetiseras uppgörs av tre dubbelenheter.

21
Q

Hur många H+ krävs för att axeln i ATP-syntas ska rotera ett helt varv?

A

9 st

22
Q

Hur transporteras fosfat in i matrix?

A

Genom en cotransport av en OH- till intermembranutrymmet. Det kommer alltså göra att gradienten över det inre membranet minskar något då vatten bildas.

23
Q

Hur tranporteras ADP och ATP in respektive ut ur matrix?

A

Genom en antiporter som använder laddningsskillnaden.

24
Q

Hur ser den totala effekten ut av hela glykolysen, citronsyracykeln och ETK med avseende på NADH, ATP och FADH2 samt dess slutliga ATP-produkt?

A

Glykolys:
• 2 NADH –> 3-5 ATP
•2 ATP

Pyruvatoxidation (2 st per glukos):
•2 NADH –> 5 ATP

Citronsyracykel:
•6 NADH –> 15 ATP
•2 FADH2 –> 3 ATP
•2 ATP elr 2 GTP

Totalt bildas 30-32 ATP i hela processen och 90 % är via ETK

25
Q

Varför är ATP-utvinning från glykolysens NADH olika?

A

NADH kan inte gå igenom membranet till mitokondrien. Därmed kan den lämna av sina elektroner på två olika sätt:
•Lämna till dihydroxyacetonfosfat genom ett cytosoliskt glycerol 3-fosfatdehydrogenas-enzym som gör att dihydroxyacetonfosfat bildar glycerol 3-fosfat i intermembranrummet. Detta kan sedan oxideras av FAD i det inre membranet och gå in i ETK där. Då utvinns mindre energi.
•Lämna till NAD+ i matrix genom malat-aspartat-skytteln. Då kommer elektronerna lämnas av vid komplex I och mer energi utvinns.

26
Q

Hur ser malat-aspartatskytteln ut?

A

NADH i cytosolen lämnas till oxaloacetat i intermembranutrymmet via malatdehydrogenas så att malat bildas. Detta kan då gå in genom en transportör till matrix där malatdehydrogenas oxiderar malat tillbaka till oxaloacetat mha NAD+ så att NADH bildas. Oxaloacetat blir sedan aspartat genom transaminas i en process där glutamat också blir alfa-ketoglutarat. Dessa kan också cirkulera genom samma kanaler över det inre mitokondriemembranet. Aspartatet som bildas kan gå ut genom en kanal till intermembranutrymmet där den omvända reaktionen sker så att oxaloacetat igen bildas och kan reduceras av NADH från cytosolen.

27
Q

Vad avgör om malat-aspartat-skytteln eller överlämning till FAD sker?

A

Malat-aspartat-skytteln kan inte arbeta mot sin gradient eftersom passiv transport sker. Om det är mycket energi i cellen och koncentrationen av malat i matrix är hög kommer NADH istället att donera elektroner till FAD.

28
Q

Hur regleras ATP-produktionen?

A
  • Syretillgång

* Koncentration av ADP

29
Q

Hur hänger syretillgång och ATP-produktion ihop?

A

För att ETK ska kunna ske krävs en elektronacceptor som tar emot elektroner när de kommer till matrix: syre. Om syre inte finns kan inte ETK drivas, inga H+ pumpas ut, ingen gradient bildas och ATP-syntas kan då inte rotera.

30
Q

Hur påverkar koncentrationen ADP produktionen av ATP?

A

ADP kan dels aktivera flera olika reaktioner i både glykolysen och citronsyracykeln men även i ETK eftersom vi måste ha ADP, tillsammans med Pi, tillgängligt för att kunna syntetisera ATP.

31
Q

Vad händer när ETK blockeras?

A

Vi kan inte längre syntetisera ATP eftersom vi inte kan bygga en gradient.

32
Q

Vad händer när elektrontransporten frikopplas och vad är ett exempel på när detta sker naturligt?

A

Värme produceras genom att H+ går genom ett protein som heter thermogenin istället för ATP-syntas. Detta gör att ATP-syntas inte drivs och den energi som utvinns används för att producera värmeenergi. Detta sker exempelvis i brun fettväv och detta på grund av att bruna fettceller uttrycker UCP1 - uncoupling protein 1.

33
Q

Hur kan protongradienten artificiellt frikopplas?

A

Genom dinitrofenol som är ett fettlösligt protein som kan ta upp protoner i intermembranutrymmet, gå genom inre membranet och frisätta protonen i matrix. Det gör att en gradient inte längre kan skapas och syreförbrukningen skjuter i höjden då cellandningen går för fullt.