Биоэнергетические функции митохондрий

Биоэнергетические функции митохондрий

Окислительное фосфорилирование
Дыхательная цепь
Хемоосмотическая теория окислительного фосфорилирования
Транспорт ионов
Накопление ионов

Строение митохондрии

Наружная мембрана

Внутренняя мембрана

Кристы

Участок внутренней мембраны

Матрикс

Митохондрии - это везикулярные структуры, образуемые

Запасание энергии в митохондриях (окислительное фосфорилирование)

Дыхательные комплексы

Римскими цифрами обозначены дыхательные комплексы, на которые мембраны митохондрий впервые

Окислительно-восстановительные потенциалы переносчиков

NAD(P) -0.32
enz FMN -0.3
CoQ +0.04
cyt b +0.07
cyt c1 +0.23
cyt c +0.25
cyt a +0.29
cyt a3 +0.55
O2/HOH +0.82

Окислительное фосфорилирование (По Митчеллу)

Пространственное строение H+ATP синтазного комплекса

А.Н. Тихонов. СОЖ 1997, 7(20): 10-17

Транспорт кальция и фосфата в митохондрии

Ca2+

H3PO4

Протон-движущая сила (PMF)

Энергия одного моля иона в данной среде называется электрохимическим

Вклад в PMF ΔpH и Δϕ

Суммарная энергия окислительно-восстановительной реакции, превращенная в

Энергизация митохондрии при переносе электронов

Перенос Ca2+ в матрикс митохондрий

Перенос фосфата в матрикс митохондрий

ΔpH

Мембраны митохондрии

Матрикс

Цитоплазма

Переносчик кальция

Протонная помпа

2H+

2H+

Переносчик фосфата

Δ ϕ

2e ¯

Действие Ca2+ и Pi

Дыхание митохондрий в разных функциональных состояниях

O2

субстраты

Полярографический метод изучения дыхания митохондрий. Полярографическая ячейка

Полярографическая волна

Потребление кислорода митохондриями в разных состояниях по Б. Чансу

Состояние 2 - деэнергизованное

Состояние 3 - Фосфорилирующее

Протонная помпа

Переносчик кальция

Переносчик фосфата

АТФ-синтаза

Состояние 4 – Энергизованное (Дыхательный контроль)

Протонная помпа

Переносчик кальция

Переносчик фосфата

АТФ-синтаза

Состояние 5 – Анаэробное

Протонная помпа

Переносчик кальция

Переносчик фосфата

АТФ-синтаза

Потребление кислорода митохондриями при транспорте ионов

Состояние 6 – Транспорт ионов

Протонная помпа

H+

e¯

Δ ϕ ΔpH

Разобщение фосфорилирования

Протонная помпа

Переносчик кальция

Переносчик фосфата

АТФ-синтаза

H+

H+

e¯

Состояние U - Разобщенное

Протонная помпа

Переносчик кальция

Переносчик фосфата

АТФ-синтаза

H+

H+

e¯

ПРОТОНОФОР

Характеристика функциональных состояний

Характеристика функциональных состояний

Как по скорости дыхания митохондрий в разных состояниях можно судить о

Как по скорости дыхания митохондрий в разных состояниях можно судить о

Коэффициент Дыхательного контроля

Среда инкубации содержит ортофосфат и субстрат дыхания

V1

+

Изменение свойств митохондрий при гипоксии ткани