Respiracijski lanac i oksidacijska fosforilacija Flashcards

1
Q

Što je okidacijska fosforilacija?

A
  • proces u kojem ATP nastaje kao posljedica prijenosa
    elektrona s NADH i FADH2 na O2 putem serije nosača elektrona
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Čovjek dnevno treba 83kg ATP-a, a ima samo oko 250g. Kako se taj ATP stvara?

A
  • recikliranjem ADP u ATP
  • svaka molekula ATP se reciklira 300 puta na dan
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Zašto su NADH i FADH2 bogati energijom? I kako se ta energija oslobađa i za što se koristi?

A
  • jer sadrže par e- visokog potencijala prijenosa
  • ti elektroni se koriste za redukciju O2 -> tu se oslobađa energija->koja se koristi za stvaranje gradijentap+ i onda sintezu ATP-a
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Kroz šta se odvija prijenos elektrona sa reduciranih enzima na molekulski kisik?

A
  • kroz transportne proteinske komplekse na unutrašnjoj membrani mitohondrija
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Koji događaj pokreće sintezu ATP-a?

A
  • prijenos elektrona uzrokuje izbacivanje protona iz matriksa mitohondrija u međumembranski prostor
  • posljedica toga je smanjena konc. H+ (p+) iona i nastaje električno polje u kojem je strana matriksa negativna
  • radi izjednačavanja naboja, protoni se vraćaju u matriks
  • vraćanje p+ pokreće sintezu ATP
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Koja je razlika potencijala između O2 i NADH koja pokreće elektrone u respiracijski lanac?

A

1.14V

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

Od koliko i kakvih komponenti se sastoji respiracijski lanac?

A
  • 4 proteinska kompleksa
  • 3 protosnke crpke i 1 fizička poveznica s CLK
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Koja su tri proteinska kompleksa(protonske pumpe) respiracijskog lanca?

A

1 NADH-Q-oksidoreduktaza
3. Q-citokrom
c-oksidoreduktaza
4. citokrom C-oksidaza

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Koji je četvrti proteinski kompleks(nije protonska pumpa) u respiracijskom lancu? Što on radi? Zapravo kompleks II

A
  1. sukcinat-Q-reduktaza,
    - sadržava sukcinat-dehidrogenazu (enzim CLK u čijoj reakciji nastaje FADH2
    )
    - elektroni s
    FADH2 ulaze u lanac prijenosa e- na mjestu Q-citokrom c-oksidoreduktaze
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Koji je naziv kompleksa u koji su udruženi kompleksi 1,2 i 3 respiracijskog lanca?

A

Respirasom

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

Što prenosi elektrone s jednog kompleksa na drugi u respiracijskom lancu?

A
  • specijalni nosači elektrona ili pokretljivi nosači elektrona
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Koja molekula prenosi elektrone sa kompleksa I->III i sa kompleksa III->IV?

A
  • I->III = koenzim Q ili ubikinon
  • III->IV = citokrom c
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Kako je građen NADH/NAD+ i koji dio je reaktivan?
Što prim pri oksidaciji NAD+?

A
  • nikotinamid-šećer-fosfat-fosfat-šećer-adenin
    -reaktivni dio je nikotinamidni prsten(derivat piridina)
  • vodikov ion H- tj dva elektrona i H+
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Kako je građen FMN/FMNH2 i FAD/FADH2? Što prima FAD i FMN?

A
  • adenin-sečer-fosfat-fosfat-5C(3 sa oh)- izoaloksazinski prsten
  • reaktivni dio je izoalksazinski prsten
  • pri oksidaciji primaju dva H atoma tj dva e- i 2H+
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Što je Q ili koenzim ubikinon? I u kojim oksidacijskim stupnjevima može postojati?

A
  • kinonski derivat s repom od izoprenskih jedinica
  • hidrofoban
  • 3
    1. potpuno oksidirano stanje(Q)
    2. semikinonski oblik(HQ)
    3. reducirani oblik:ubikinol(QH2)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Kako izgleda Fe-S kao prostetička skupina respiracijskog lanca?

A
  • Fe-S klasteri - Fe-S + nehemsko željezo
  • npr. 1 ion željeza koordiniran sa sulfhidrilnim skupinama 4 Cys ostatka
  • unutar tih kompleksa željezo se izmjenjuje između Fe2+ i Fe3+(nema promjene u H)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

Čemu služe citokromi?

A
  • prijenosu elektrona koji sadrže hem kao prostetičku skupinu
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

Što i kako se odvija na 1.kompleksu u respiracijskom lancu?

A
  • prijenos elektrona s NADH na koenzim Q
  • prijenos 2e- i 2H: NADH->FMN(nastaje FMNH2)->Fe-S klaster-> koenzim Q
  • koenzim Q prima i reducira se u QH2(napušta kompleks i odlazi u hidrofobnu sredinu membrane)
  • prolazak elektrona dovodi do izbacivanja 4 vodikovih iona iz matriksa mitohondrija
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

Koja dva procesa katalizira enzim 1. kompleksa respiracijskog lanca, NADH-Q-oksidoreduktaza?

A
  • egzergon->prijenos e- s NADH na ubikinon
  • endergon ->prijenos p+ iz matriksa u međumembranski prostor
20
Q

Što se odvija na 2.kompleksu u respiracijkom lancu?

A
  • sukcinat-Q-reduktaza
  • u reakciji CLK(sukcinat-dihidrogenaza, oksidacija sukcinata u fumarat) nastaje FADH2
  • e- sa FADH2 idu: Fe-S->ubikinon
  • nastaje reducirani oblik ubikinol(QH2)
21
Q

Zašto oksidacijom FADH2 nastaje manje molekula ATP nego oksidacijom NADH?

A
  • jer sukcinat-Q-reduktaza NE prenosi p+ u međumembranski prostor, a to je događaj koj pokreće sintezu ATP-a
22
Q

Što se odvija na 3.kompleksu respiracijskog lanca?

A
  • Q-citokrom c-oksidoreduktaza
  • sadrži s vrste citokroma: b i c1
  • prenosi e- s QH2 na oksidirani Cit c(protein topljiv u vodi)
  • protok elektrona uzrokuje izbacivanje 2H+ na citoplazmatsku stranu(4 protona)
23
Q

Što označava kinonski ciklus? Na što upućuje elektrone?

A
  • označava mehanizam prijenosa e- sa QH2 na citokom c
  • dvije molekule QH2 vežu se za kompleks III. i predaju po dva elektrona i protona
  • usmjerava elektrone s nosača za parove elektrona na nosače pojedinačnih elektrona
24
Q

Što se događa na 4. kompleksu respiracijskog lanaca?

A
  • citokrom c-oksidaza
  • prijenos e- sa citokroma c na kisik
  • za redukciju kisika potrebna su 4e-(sa citokorma) i 4H+(iz matriksa)
  • sudjelovanje O2 čini aerobne organizme aerobnim
25
Q

Za prijenos jedan para e- potrebno je koliko protona kroz koji kompleks?

A

4 H+ kroz kompleks I
4 H+ kroz kompleks III
2 H+ kroz kompleks IV

26
Q

Zašto je kisik idealni krajnji akceptor za elektrone?

A

Jer ima visok afinitet za elektrone

27
Q

Prijenos 4e- vodi do nastanka H2O, što prijenos 1e- i 2e- vodi nastanku?

A
  • nataju toksični spojevi
  • 1e- = superoksidni ion(O2-)
  • 2e- = peroksidni ion(O22-)
28
Q

Koji enzimi omogućuju zaštitu od oksidacijog oštećenja uzrokovano reaktivnim kisikovim vrstama?

A
  • peroksid-dismutaza
  • katalaza
29
Q

Kako se zove kompleks na kojem se odvija sinteza ATP-a i gdje se nalazi? Što radi?

A
  • ATP-sintaza(kompleksV)
  • povezuje energiju spontanog protoka protona sa sintezom ATP-a
  • na unutrašnjoj membrani mitohonrdija
30
Q

Na što se misli pod proton-motornom silom? Od kojih dvije komponenti se sastoji i koja je uloga sile?

A
  • nejednaka raspodjela protona između
    matriksa i međumembranskog prostora
  • 2 komponente: kemijski gradijent(pH) i gradijent naboja(protoni)
  • uloga gradijenta nije stvaranje ATP-a nego da stvoreni ATP oslobodi sa ATP-sintaze
31
Q

Što povezuje kemiosmotska hipoteza?

A
  • egzergonu oksidaciju NADH i endergonu fosforilaciju ADP
32
Q

Koji još gradijent postoji osim kemijskog i nabojnog u respiracijskom lancu? Kako nastaje, čemu služi?

A
  • elektrokemijski
  • pumpanjem protona u međumembranski prostor slobodna energija prijenosa elektrona je sačuvana
  • gradijent služi za sintezu ATP-a
33
Q

Kako je građena ATP-sintaza?

A
  • od F0 i F1 podjedinice
  • F0 = tri podjedinice(1a,2b,10c -hrvatski), uronjena u unutrašnju membranu mitohondrija –>protonski kanal kompleksa
  • F1 = 5 vrsta polipeptidnih lanaca(3alfa, 3beta, gama, delta, epsilon)izbočena u matriks–> katalitička aktivnost
34
Q

Podjedinica B ATP-sintaze može mijenjanjem svoje konformacije obavljati koja tri zadatka? Kako se zove pojedina konformacija za pojedini zadatak?

A
  1. labava(L)= vezanje ADP i Pi
  2. tijesna(T)=s inteza ATP
  3. otvorena(O) = otpuštanje TP
35
Q

Koje interakcije između podjedinicama ATP-sintaze uzokuju promijenu konformacija?

A
  • rotacija y podjedinice pokreće konformacijske prijelaze podjedinice B
36
Q

Što pokreće rotaciju podjedinice gama u ATP-sintazi?

A
  • gibanje protona iz intermembranskog prostora u matriks
37
Q

Koliko je potrebno protona za sintezu1 ATP-a?

A

4 protona

38
Q

Koliko protona mora biti izbačeno u
intermembranski prostor, a koliko ih se mora
vratiti u matriks za sintezu ATP, ako je donor
elektrona NADH ili FADH2?

A
  • za NADH: 10 protona/4 protona za prolaz kroz ATP-sintazu = 2,5 ATP
  • za FADH2: 6 protona/4 protona za prolaz kroz ATP-sintazu = 1,5 ATP
39
Q

Što su dekopulatori?

A
  • tvari koje razdvajaju oksidaciju od fosforilacije
  • sprječavaju sintezu ATP na način da onemogućuju stvaranje gradijenta protona
40
Q

Što se događa prilikom trovanja dekopulatorima?

A
  • prijenos e- teče normalno ali ATP-sintaza ne može normalno sintetizirati ATP
  • gubitak respiracijske kontrole
  • troše se velike količine goriva ali se ne energija ne skladišti u obliku ATP, nego se otpušta u obliku topline
41
Q

Zašto neki organizmi odvajaju fosforilaciju od oksidacije? Koji su to organzimi i kako to rade?

A
  • da proizvedu toplinu
  • novorođenče čovjeka i životinje koje hiberniraju
  • u smeđem adipoznom tkivu nalazi se mnoštvo mitohondrija čija membrana sadrži velike količine proteina(kanala)termogenina tj- UPC1
42
Q

Kako djeluje protein termogenin? I kada se aktivira kod čovjeka?

A
  • tokom protona kroz termogenin(UPC1) energija se rasipa kao toplina
  • aktivira se kada temp. počne padati
43
Q

Koja je još jedna važna uloga respiracijskog lanca osim prijenosa elektrona?

A
  • regeneracija citoplazmatskog NAD+ da bi se glikoliza mogla nesmetano odvijati u aerobnim uvjetima
44
Q

Kako se uz pomoć respiracijskog lanca regenerira citoplazmatski NAD+?

A
  • unutarnja mitohondrijska membrana nepropusna je za NADH i NAD+
  • kroz membranu mitohondrija prolaze samo elektroni s NADH, a ne sam NADH
  • dva prijenosna sustava:
    1. malat-aspartatni prijenosni sustav (jetra, bubreg i srčani mišić)
    2. glicerol-fosfatni prijenosni sustav (skeletno mišičje, mozak)
45
Q

Kako je ulazak ADP u mitohonrdiji povezan s izlaskom ATP?

A
  • putem ADP-ATP-translokaze
  • enzim koji omogućuje da ATP izađe samo ako ADP uđe u mitohondriji
46
Q

Kako je uspostavljena kontrola oksidacijske fosforilacija?

A
  • e- ne teku na O2 ako se istovremeno ADP ne fosforilira u ATP
  • konc. ADP-a kontrolira potrošnju kisika tj. brzinu reakcije - što je veća konc. ima manje ATP-a te treba više energije