Chuỗi vận chuyển
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 29

Chuỗi vận chuyển điện tử PowerPoint PPT Presentation


  • 156 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Chuỗi vận chuyển điện tử. Cơ chế truyền điện tử. Ph ản ứng truyền điện tử : A ox + B red  A red + B ox A ox : ch ất oxy hoá B red : ch ất khử. Ch ất truyền điện tử có thể có hai trạng thái: A ox + ne -  A red

Download Presentation

Chuỗi vận chuyển điện tử

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Chu i v n chuy n i n t

Chuỗi vận chuyển

điện tử


C ch truy n i n t

Cơ chế truyền điện tử

Phản ứng truyền điện tử:

Aox + Bred Ared + Box

Aox : chất oxy hoá

Bred : chất khử.

Chất truyền điện tử có thể có hai trạng thái:

Aox + ne- Ared

Box + ne- Bred

vd: Fe3+ + e- Fe2+


Chu i v n chuy n i n t

Tính thế oxy hoá khử theo phương trình Nernt:

E = E° – RT/nF (ln [Ck]/[Co])

Trong đó:

E: thế oxh-k; Eo: thế cơ sở;

R: hằng số khí;T: nhiệt độ tuyệt đối;

F: hằng số Faraday, n: số điện tử;

Ck: nồng độ chất oxh; C0: nồng độ chất khử


Chu i v n chuy n i n t

ĐỘNG LỰC CỦA QUÁ TRÌNH

VẬN CHUYỂN ĐIỆN TỬ

DE° = E°chất oxh– E°chất khử

= E°chất nhận – E°chất cho

Thế oxh-k chuyển thành năng lượng tự do của phản ứng:

DGo = – nFDE°

Trong đó: DGo: năng lượng tự do (Jun)

DE°: hiệu số điện thế (volt)

Một phản ứng chuyển điện tử thực hiện được (DG<0) nếu E°chất choâm điện hơn E°chất nhận , khi đó DE° > 0.


Chu i v n chuy n i n t

Xem xét quá trình vận chuyển 2 điện tử từ NADH đến oxy:

a. ½ O2 + 2H+ + 2e- H2O

E° = +0.815 V

b. NAD+ + 2H+ + 2e- NADH + H+

E° = -0.315 V

Lấy phản ứng a trừ b:

 c. ½ O2 + NADH + H+ H2O + NAD+

DE° = +1.13 V

DG0 = - nFDEo = – 2(96494)(1.13) = – 218 kJ/mol

ATP  ADP + Pi G° = -30.5 kJ/mol


Chu i v n chuy n i n t c a ty th

Chuỗi vận chuyển điện tử của ty thể

Complex II

Page 808


Chu i v n chuy n i n t

Sự vận chuyển điện tử từ NADH đến O2 thông qua các phức hệ I, III & IV nằm ở màng trong của ty thể, cùng với CoQ và cyt c.

Trong mỗi phức hệ, điện tử được vận chuyển liên tục qua một chuỗi các chất truyền điện tử.

CoQđịnh cư ở phần lõi lớp lipit của màng và có gắn kết với protein.

Cytochrom c cư trú ở khoảng không gian giữa hai lớp màng. Nó có thể nối với phức hệ III hoặc IV để vận chuyển e-.


Th nh ph n c a c c ph c h p trong chu i h h p

Phức hợp

Tên

Số Protein

Nhóm ngoại

I

NADH - Enzym khử hydro

46

FMN,

9 trung tâm Fe-S.

II

Succinate-CoQ

Enzym khử

5

FAD, cyt b560,

3 trung tâm Fe-S.

III

CoQ-cyt c Enzym khử

11

cyt bH, cyt bL, cyt c1, Fe-S.

IV

Cytochrome

Enzym oxy hoá

13

cyt a, cyt a3, CuA, CuB

Thành phần của các phức hợp trong chuỗi hô hấp


Chu i v n chuy n i n t

Những chất ức chế trong chuỗi hô hấp:

Rotenone (một loại thuốc chuột) ức chế phức hệ I.

Antimycin Aức chế vận chuyển điện tử ở phức hệ III.

CN- & COức chế phức hệ IV.

Sự ức chế xảy ra ở một trong những điểm này sẽ làm ngừng quá trình vận chuyển e- từ NADH đến O2.


Ph c h p i nadh ubiquinone reductase 850 kd v n chuy n i n t t nadh n coq

Phức hợpI (NADH-ubiquinone-reductase; 850 kD)Vận chuyển điện tử từ NADH đến CoQ

  • Chứa FMN và một số trung tâm Fe-S.

  • Phần ngoại vi (nhô vào nội chất) chứa FMN - nhận 2e- từ NADH.

  • Các trung tâm Fe-S vận chuyển e- từ FMN đến coenzym Q.

  • Hai quá trình đồng thời xảy ra:

  • NADH + H+ + Q  NAD+ + QH2 (thải năng lượng)

  • H+ được bơm từ nội chất ( pH cao hơn) đến khoảng không gian giữa hai lớp màng (pH thấp hơn) (thu năng lượng)

NADH + 5H+N + Q  NAD+ + QH2 + 4H+P

Previous


Chu i v n chuy n i n t

SƠ ĐỒ GIẢN LƯỢC - PHỨC HỢP I


Chu i v n chuy n i n t

Lúc đầu điện tử được vận chuyển như sau:

NADH + H+ + FMNNAD+ + FMNH2

FMNH2 + (Fe-S)oxFMNH· + (Fe-S)red + H+

Sau đó, bị oxy hoá lại bằng cách vận chuyển điện tử vào trung tâm Fe-S kế tiếp theo cách:

FMNH· + (Fe-S)oxFMN + (Fe-S)red + H+

Điện tử đi qua một loạt các trung tâm Fe-S, và cuối cùng được chuyển đến coenzyme Q.

Coenzyme Q nhận 2e- và 2H+ thànhQH2.


Ph c h p ii succinat coenzyme q reductase v n chuy n i n t t succinat n coq

Phức hợp II (Succinat-Coenzyme Q-Reductase)Vận chuyển điện tử từ succinat đến CoQ

  • Chứa enzym succinat dehydrogenase.

  • Sử dụng FAD, trung tâm Fe-S, cytochrom b560


Chu i v n chuy n i n t

FADFeScenter 1FeScenter 2FeScenter 3CoQ

Cấu trúc oxaloacetate tinh thể (OAA) là ranh giới thay cho succinat.

Chuỗi vận chuyển điện tử ở phức hợp II của E.coli (hình chụp bằng tia X):


Chu i v n chuy n i n t

SƠ ĐỒ GIẢN LƯỢC - PHỨC HỢP II


Chu i v n chuy n i n t

Succinat dehydrogenase của chu trình Krebs cũng được gọi là phức hệ II hay Succinat-CoQ-Reductase.

  • FAD là chất nhận điện tử đầu tiên.

  • FAD bị khử thành dạng FADH2 trong quá trình oxy hoá succinat thành fumarat.

  • FADH2 sau đó bị oxy hoá trở lại thành để vận chuyển điện tử qua chuỗi gồm 3 trung tâm Fe-S đến Coenzyme Q, thành QH2.


Complex iii coq cytochrom c reductase v n chuy n i n t t coq ubiquinol n cytochrom c

Complex III (CoQ-cytochrom c- reductase)Vận chuyển điện tử từ CoQ (ubiquinol) đến cytochrom c

QH2 + 2 cyt c1 (ox) + 2 H+N Q + 2 cyt c1 (red) + 4 H+P


Chu i v n chuy n i n t

SƠ ĐỒ GIẢN LƯỢC - PHỨC HỢP III


Chu i v n chuy n i n t

INTERMEMBRANE SPACE

2H+

2×1e-

2×1e-

2Q

2.Q-

Fe-S

Cyt. C1

2×1e-

Cyt. b566

2×1e-

2QH2

Cyt. b560

e-

e-

Q

.Q-

QH2

×

×

Complex III

Complete Cycle

MATRIX

2H+

Antimycin


Cytochrom c nh n i n t t cytochrome c 1 ph c h p iii

Cytochrom c nhận điện tử từ cytochrome c1 (Phức hợp III)

  • Cyt c: protein heme ngoại vi màng (gắn kết với mặt ngoài của màng trong)

  • Nối giữa cytochrom c1 (ở dạng khử) và phức hợp IV (cytochrom oxidase)

  • Chứa một số gốc Cys ở điểm gắn kết; Sự acetyl của những gốc này ngăn chặn sự tương tác với cyt c1 và với phức hệ IV.


Ph c h p iv cytochrome c oxidase 1 i n t c v n chuy n t cyt c n ph n t o 2

Phức hợpIV (Cytochrome c oxidase)1 điện tử được vận chuyển từ Cyt c đến phân tửO2

  • Lớn (200 kD), gồm nhiều tiểu phần (6-13 tiểu phần).

  • Tiểu phần lớn nhất được mã hoá bởi DNA của ty thể.

  • Ba tiểu phần hầu như là ghét nước và có ý nghĩa quan trọng.

4 Cyt c (red) + 8H+N + O2  4 Cyt c (ox) + 4 H+P + 2 H2O


Chu i v n chuy n i n t

SƠ ĐỒ GIẢN LƯỢC - PHỨC HỢP IV


Chu i v n chuy n i n t

Vận chuyển điện tử: cyt c → CuA → heme a → heme a3/CuB

O2 gắn tại trung tâm 2 nhân chứa heme a3/CuB.


Chu i v n chuy n i n t

Subunit 2

Cu ions (2)

Subunit 3

Subunit 1

Heme groups (2)

Cu ion (CuB)


Chu i v n chuy n i n t

Cytochrom oxidase (phức hợp IV) bên trong màng bao gồm chủ yếu là các chuỗi xoắn a.


Chu i v n chuy n i n t

Những trung tâm kim loại của cytochrom oxidase (phức hợp IV):

- heme a & heme a3,

- CuA (2 nguyên tử Cu kề sát nhau) & CuB.

O2 phản ứng tại binuclear center chứa heme a3 và CuB.


Chu i v n chuy n i n t

Các đầu mạch của heme a3 bị tổn thương khi gắn kết với những chất ức chế sau:

CN-,CO, và ·NO.

·NO có thể điều chỉnh hô hấp tế bào bằng ảnh hưởng ức chế của nó và gây ra một triệu chứng tương tự giảm O2 huyết.


T m t c c c ph n ng

Tóm tắc các phản ứng

  • Complex I:

    • NADH + 5H+N + Q  NAD+ + QH2 + 4H+P

  • Complex III:

    • QH2 + 2 cyt c1 (ox) + 2 H+N Q + 2 cyt c1 (red) + 4 H+P

  • Complex IV:

    • 2 Cyt c (red) + 4H+N + ½ O2 2 Cyt c (ox) + 2 H+P + H2O


Summary continued h transferred from matrix per e pair

Summary, continuedH+ transferred from matrix per e- pair

Overall, for each pair of e-,

NADH + 11H+N + ½ O2 NAD+ + 10 H+P + H2O


  • Login