Oxidative Phosphorylierung Flashcards

Question

Warum beihalten die komplexe der Atmungskette unterschiedliche metallhaltige kofaktoren?

Answer 1

Verschiede Kofaktoren haben unterschiedliche Redoxpotentiale -\> Bedarf an unterschiedlichen e-affinitäten, da kofaktoren e- aufnehmen/abgeben müssen

Answer 2

1. Hälfte: Erstes QH₂-Molekül wird oxidiert * ein e^- reduziert Cytochrom-*c* * ein e^- reduziert Q zu Q^-* 2. Hälfte: Zweites QH₂-Molekül wird oxidiert * ein e^- reduziert weiteres Cytochrom-*c* * ein e^- reduziert Q^-* zu QH₂

Answer 3

* 13 Proteinuntereinheiten * 2 Häm-*a*-Gruppen * zweikerniges Cu-A-Zentrum * Cu_B-Häm-*a*₃-Zentrum Reaktion 4 Cyt *c*_red + 8 H⁺_Matrix + O₂ → 4 Cyt *c*_ox + 2 H₂O + 4 H⁺ * nutzt Elektronen um H+ Ionen aus der Matrix zu pumpen * transferiert Elektronen auf Sauerstoff * reduziert Sauerstoff zu Wasser

Answer 4

4 Cyt *c*_red + 8 H⁺_Matrix + O₂ → 4 Cyt *c*_ox + 2 H₂O + 4 H⁺ 1. Zwei Cytochrom-*c*-Moleküle übertragen _Elektronen_ nacheinander, um _CuB und Häm *a*3 zu reduzieren_ 2. Reduziertes CuB und Fe in Häm *a*3 _bindet O₂_ welches eine _Peroxidbrücke_ bildet 3. Die Addition von je _zwei_ weiteren _Protonen spaltet_ die _Peroxidbrücke_ 4. Die Addition von _zwei weiteren Protonen_ führt zur Freisetzung von _Wasser_

Answer 5

* AS-Substitutionen pro 100 AS-Resten entlang der Zeit aufgetragen * wie schnell entwickelt sich ein Enzym * Aussage über die Wichtigkeit eines Proteins

Answer 6

* wenige Abweichungen cyt C in vielen versch. Organismen mit mitochondrialen Atmungssystemen * geringe Strukturelle Unterschiede der Interaktionsflächen * cyt c von verschiedenen Organismen austauschbar und funktionsfähig * Aminosäuresequenzen sind ähnlich * trotz Evolutionsdauer von Milliarsen Jahren * 25% unverändert

Answer 7

* O2-Radikale = tox, teil reduzierende Spezies ⇒ dürfen nicht mit O reagieren ⇒ dürfen e- nicht auf O übertragen

Answer 8

Superoxid-Dismutase und Katalase ## Footnote Superoxid-Dismutase: 2O₂^-* 2 H⁺ ⇔ O₂ + H₂O₂ Katalase: 2 H₂O₂ ⇔ 2 O₂ + 2 H₂O → zwei diffusionskontrollierte Enzyme

Answer 9

Oft synonym mit Disproportionierung verwendet. Ein Molekül wird durch Oxidation und Reduktion in zwei verschiedene Produkte umgewandelt.

Answer 10

* fElektronentransport gekoppelt an Bilung kovalenter, energiereicher Zwischenprodukte mit hohem Phosphorylgruppenübertragungspotential * Elektronentransfer koppelt an den Aufbau eines Protonengradienten der inneren Mitchondirenmembran protonenmotorische Kraft treibt ATP-Synthese

Answer 11

* wenn Elektronen durch die Atmungskette fließen, werden Protonen durch diese Membran gepumps * Protonenmotirische Kraft (Δp) = chemischer Gradient (ΔpH) + elektrischer Gradient (ΔE) * die protonenmotorische Kraft, d.h. beide Gradienten treibt die ATP-Synthese

Answer 12

Protonenleitende F₀-Untereinheit * ca. 160 kDa * hydrophob/in der Membran * 10-14 **c**-UE * 1 **a**-UE * über zwei **b**-UE, die **δ**-UE und zentralen **γε**-Stiel mit dem F₁-Teil verbunden Lösliche F₁-Untereinheit * ca. 370 kDa * α₃β₃γδ₃ * β-UE spaltet Nukleotide * γ-UE unterbricht die Symmetrie des α₃β₃γδ₃-Hexamers →Alle drei β-UE haben unterschiedliche Konformationen Rotor ⇔ Stator

Answer 13

ADP^3- + HPO₄^2- + H⁺⇔ ATP^4- + H₂O Synthesemechanismus

Answer 14

* 3 Konformationen der beta-UE * **O:** open - bindet dissoziiert AT/DP * **L:** loose - stabilisiert ADP + P_i * **T:** tight - feste ATP-Bindung * gamma UE rotiert 120° gegen Uhrzeigersinn * Bindungswechsel durch induzierte Asymmetrie

Answer 15

* c-UE aus 10-14 Asparaginsäuren (polare TMD: ungewöhnlich) → H+ kann binden! * a-UE mit cytoplasmatischer und Matrixhalbkanal H+ aus Intermembranraum diffundiert in cytoplasmatischen HK → wird gebunden → Rotation im Uhrzeigersinn → H+ in Matrix HK → entalssen von H+ in Matrix → usw

Answer 16

* Protonengradient notwendig für ATP synthese * Bindung Proton führt zu konformationellen Änderung des Enzyms * gebunden ATP kann freigesetzt werden * Rolle liegt nicht darin ATP herzustellen * sondern aus Synthase _freisetzen_

Answer 17

* klonierte α3β3γ -Untereinheiten * β-UE mit His an Nickel-beschichtete Oberfläche gebunden und weiteren * Fluoreszenztag an γ-Untereinheit gebunden * beobachtete Rotation durch Fluoreszenz-Mikroskopie

Answer 18

* Elektronen fließen nur bei Bedarf an ATP von Brennstoffmolekülen zu Sauerstoff * nur bei hohen Konzentrationen von ADP * Akzeptorkontrolle

Answer 19

* aktiver Transport * Elektronenpotential * Wärmeerzeugung * NADPH-Synthese * ATP * Flagellenrotation

Answer 20

Es wird angenommen, dass diese Organe,,en ein Resultat eines endosymbiontischen Ereignisses sind (Endosymbiontentheorie). Der Aufbau der Mitochondrien stimmt mit dieser Theorie überein. Zusätzlich zeigen DNA-Sequenzanalysen der mtDNA, dass ein Vorgänger eines exisitierenden Bakteriums die Quelle für die bestehenden Mitochondrien sind.

Answer 21

* Komplex II keine Protonenpumpe * Fluss der Elektronen von FADH2 zum Sauerstoff pumpt weniger Protonen aus der Matrix * NADH pumpt mehr Protonen * weniger ATP hergestellt