oksidatif fosforilasyon-ders
TRANSCRIPT
BİY 315Oksidatif Fosforilasyon
ORGANİZMADA ATP İKİ YOLLA SENTEZLENİR:•Oksijenden bağımsız substrat düzeyinde fosforilasyon
•Oksijene bağımlı oksidatif fosforilasyon
Oksidatif Fosforilasyon Metabolik yakıtların (glukoz, yağ asitleri, amino
asitler gibi elektron vericileri) enzim katalizli oksidasyonu ile elde edilen elektronlar koenzim nükleotidleri olan NAD+, FMN, FAD gibi elektron taşıyıcılarına aktarılır. Oluşan indirgenmiş nükleotidler (NADH + H+, FADH2) elektronları mitokondride bulunan elektron transport zinciri (solunum zinciri) adı verilen bir grup özelleşmiş elektron taşıyıcısına aktarırlar. Solunum zincirinde bir dizi kompleks üzerinden elektronlar moleküler oksijene taşınmakta ve moleküler oksijene suya indirgenmektedir.
Elektronlar, ETZ’de ilerledikçe serbest enerjilerinin büyük bölümlerini kaybederler.
Elektron transportu, protonların (H+) matriksten membranlar arası boşluğa taşınması ile birlikte gerçekleşirler ve elektron transfer enerjisinin membran boyunca proton gradienti şeklinde korunur ve depolanır.
Elektroların NADH ve FADH2’den moleküler oksijene aktarılması sırasında elde edilen ve proton gradienti şeklinde depolanan enerji, ATP sentezi için gerekli olan enerjiyi sağlar. Bu olay oksidatif fosforilasyon olarak tanımlanır.
NAD+ Niasinden sentezlenen bir H+ taşıyıcısıdır. NAD dehidrojenazlarca katalizlenen, çeşitli oksidasyon-redüksiyon tepkimelerinde koenzim olarak görev yapar.
1 H 1 é + 1 P
NAD+ + 2H NADH+H+
NADH’ler bir hidrid iyonu (1 P ve 2 é) taşırlar.
FAD Riboflavinden sentezlenen bir H+ taşıyıcısıdır. FAD, NAD’den farklı olarak dehidrojenaz enzimlerine kovalent olarak bağlıdır (prostetik grup)
FAD + 2H → FADH2
FADH2’ler 2H (2é + 2p) taşırlar.
Mitokondri
Dehidrojenazlar NAD-bağımlı dehidrojenazlar
α-ketoglutarat dehidrojenaz Malat dehidrojenaz Piruvat dehidrojenaz Gliseraldehit 3-fosfat dehidrojenaz Laktat dehidrojenaz
NADP-bağımlı dehidrojenaz Glukoz-6-fosfat dehidrojenaz
NAD veya NADP-bağımlı dehidrojenaz Glutamat dehidrojenaz İzositrat dehidrojenaz
Flavinli dehidrojenazlar (Flavoproteinler)
Metabolik yollarda üretilen indirgenmiş koenzimlerin (elektron taşıyıcıları) Elektron transport zincirine (ETZ) giriş noktaları
Metabolik yol Hücrede nerede gerçekleşir
Reaksiyon Elektron taşıyıcı
ETZ’ye giriş noktası
Glikoliz
SİTOPLAZMA
Gliseraldehit 3-fosfat dehidrogenaz
(Mitokondriye NADH’ların geçişi Malat-Aspartat mekiği
ile yapılırsa)
NADH Kompleks I
Gliseraldehit 3-fosfat dehidrogenaz
(Mitokondriye NADH’ların geçişi Gliserol-fosfat mekiği
ile yapılırsa)
FADH2 Koenzim Q (ubikinon)
MİTOKONDRİ
Pirüvat dehidrogenaz NADH Kompleks I
TCA İzositrat dehidrogenaz NADH Kompleks I
-Ketoglutarat dehidrogenaz NADH Kompleks I
Süksinat dehidrogenaz FADH2 Kompleks II
Malat dehidrogenaz NADH Kompleks I
-oksidasyon Açil-KoA dehidrogenaz FADH2 Koenzim Q (Ubikinon)
-Hidroksi açil-KoA dehidrogenaz
NADH Kompleks I
Keton cismi yıkımı -hidroksibütirat dehidrogenaz
NADH Kompleks I
Demir-sülfür proteinleri Demir hem yapısında bulunmaz.
1 elektron transfer edildiği reaksiyonlarda görev alır. İyi elektron vericidir.
Kompleks I, II ve III Fe-S proteinleri içerirler.
Flavoproteinler ve sitokrom b ile yapısal birliktelikleri vardır.
Ubikinon (Koenzim Q)
Sitokromlar
Sitokrom c
F1Fo ATP sentaz ve ATP sentezi
Mekik Sistemler
4H+
NAD
NADH dehidrogenaz
2e’
FMN FeSFMNH2
Süksinat
Fumarat FADH2
FeS2e’Süksinat
dehidrogenaz
b560
QGliserol fosfat
mekiği
Gliseraldehit 3-fosfat
dehidrogenazNADH+H
FADH2
Gliserol 3-fosfat
FFA
-OKSİDASYON FADH2AÇİL KoA
DEHİDROGENAZ
2H+
2e’e’ FeSe’
Sitb
Sitc1
Q CYCLE
2H+
2H+
CuA
CuB
Sita
Sita3
1/2O2+
H2O
2e’
NAD
NADH+H
Q
Süksinat
Fumarat
2e’2e’
Q e’
Sitc
2e’
H2O
4H+
4H+
2H+
4H+
4H+
2H+
4H+
4H+
2H+
4H+
4H+
2H+
4H+
4H+
2H+
4H+
4H+
2H+
4H+
4H+
2H+
H+
H+ H+ H+ H+
H+
H+
H+
H+ H+
H+
H+H+ H+ H+ H+
H+
H+
H+H+
H+H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+H+
H+ H+
H+H+
H+
H+H+H+
H+
H+
H+ H+
H+
H+
H+
H+
H+H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
ATPADP
PO4
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+ H
+
H+
H+
H+
H+
H+H
+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
ADP
PO4
ATPADP
PO4
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+H
+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
ADP
PO4
ADP
ATP
PO4
Fumarat NAD
NADH+H
Q
Süksinat
2e’ e’
Sitc
2e’
H2O
4H+
4H+
2H+4H
+4H+
2H+4H
+4H+
2H+4H
+4H+
2H+4H
+4H+
2H+4H
+4H+
2H+4H
+4H+
2H+
H+
H+ H+ H+ H+
H+
H+
H+
H+ H+
H+
H+H+ H+ H+ H+
H+
H+
H+H+
H+H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+H+
H+ H+
H+H+
H+
H+H+H+
H+
H+
H+ H+
H+
H+
H+
H+
H+H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
Q2e’
ADP
ATP
PO4
ATPADPPO4
HPO4 H+ADP
ATP
Q cycle
FeS SitB
2e’ FeS Sit C1
2e’
NADH dehidrogen
az
NADH + H NAD
FMNH2
7FeS
Süksinat dehidrogena
z
Süksinat Fumarat
FADH2
7FeSQH2
QH2
SitC 2e’
Sit a
CuB
CuA
Sit a3
½ O2 + H2 H2O
ADP+P ATP
ATPtaşıyı
cı
Fosfat taşıyıcı
RotenonAmital
Pierisidin ABarbitüratlar
Malonat
BALMiksantiazolAntimisin AStigmatellin CO
H2SSiyanür
Sodyum azid
Auroventin
Ayırıcılar:Aspirin ve diğer
salisilatlar2,4 dinitrofenolPentaklorofenol
p-krezol
İyonoforlar:valinomisin K
Nigerisin K ve HGramisidin A Na, K, H
Dikumarol
OligomisinVenturosidin
DCCD
AntraktilazidBangreikasit
FCCP
Thenaytrifloroasetonkarboksin
AntraktilazidBangreikasit
FCCP
Arsenat