Путь жиров и углеводов в дыхательной цепи митохондрий

Print Friendly, PDF & Email

Это заметка является вводной по отношению к двум следующим. В тоже время она подразумевает, что вы имеет общие представления о дыхательной переноса электронов (Electron transport chain, ETC, ЭТЦ) и о цикле лимонной кислоты (цикл Кребса, ЦТК).

В данном случае мне удобнее перевести уже готовый материал Петро Добромыльского. Я позволю себе вырезать несколько предложений. Тех, которые имеют лишь опосредованное отношение к предмету, но требуют чтения других его заметок и/или дополнительных пояснений.

Резюме: Комплекс I и Комплекс II – отдельные маршруты в дыхательной цепи переноса электронов. Глюкоза предпочитает Комплекс I, жир предпочитает Комплекс II. Теперь расширенная версия.

Вот неплохая смеха ЭТЦ в виде диаграммы митохондрии, взята из Википедии.

Комплекс АТФ синтазы, показанный в верхнем левом углу диаграммы митохондрии, позволяет протонам протоном снаружи внутренней мембраны митохондии проникать назад в матрицу, создавая АТФ в процессе. [текст пропущен] В настоящее pH и электронный градиент поддерживаются электронной транспортной цепью. ЭТЦ переносит положительно заряженные протоны наружу митохондриальной матрицы для поддержания [H+] градиента, который рассеивается во время производства АТФ.

На диаграмме вы можете увидеть две версии ЭТЦ, поддерживаемой циклом Кребса. В правом верхнем углу молекула NADH снабжает электронами Комплекс I. Комплекс I выкачивает какое-то количество протонов, передает электроны пулу коэнзима Q (CoQ, Q на диаграмме) переносчиков электронов, которые передают их в комплекс III. Комплекс II не задействован. Пул CoQ – мобильный резервуар шаттлов восстановления (переносчиков электронов), которые передают электроны Комплексу III.

Во второй версии, показанной в нижней части, сукцинат снабжает Комлпекс II. Комплекс II – фермент сукцинатдегидрогеназы цикла лимонной кислоты. Он встроен в стену внутренней мембраны митохондрий и напрямую передает электроны пулу CoQ, Комплекс I не задействован. Еще одно отличие состоит в том, что Комплекс II не выкачивает H+ протоны.

Выкачивание протонов во время переноса электронов через комплексы III и IV не зависит от входной точки в ЭТЦ. Все, снабжающее пул CoQ [электронами] снабжает по цепочке Комплекс III и Комплекс IV. Как правило.

В итоге у нас есть цикл Кребса, конвертирующий ацетил-КоА в тонну NADH для Комплекса I и щепотку FADH2 для комплекса II.

FADH2 полон сюрпризов. Он встроен глубоко в фермент сукцинатдегидрогеназы и никогда, насколько я понимаю, не покидает ее. Он [Комплекс II] переключается между состояниями FAD и FADH2 во время цикла лимонной кислоты и по сути является мостом для передачи более эффективного окисления сукцината восстановлению пары CoQ.

Другой маршрут ЭТЦ, о котором часто забывают, это электропереносящий флавопротеин-дегидрогеназа (ETFD), у которого нет подходящего запоминающегося обозначения. ETF-дегидрогеназа находится на внутренней мембране митохондрий и передает электроны паре CoQ, также как и Комплекс II, не выкачивая протонов. ETFD получает электроны от FADH2 электронопереносящего флавопротеина, который, к счастью, получает электроны от FADH2 ацил-КоА-дегидрогеназы, первого энзима бета-оксидации. Назад к «своей территории». Глубокий выдох.

Таким образом бета оксидация жирных кислот попадает в ЭТЦ через «подобные Комплексу II» мембранный фермент. Который использует для этого FADH2 и также создает небольшое количество NADH.

Таким образом у нас есть 2, независимые от Комплекса 1, точки входа в пару CoQ.

Ремарка. Есть и третий, если мы считаем глицерин-3-фосфат-дегидрогеназу. Четвертый, если мы считаем глицерин-3-фосфат-оксидазу. Может быть и более. Но давать не будем проще и остановимся на двух… [пропущенный текст]

Таким образом цикл Кребса пускает немного электронов через FADH2 в Комплексе II в сравнении с кем количеством [электронов], которое дает NADH в Комплексе I. Гликолиз еще более сконцентрирован на Комплексе I, и добавляет еще больше NADH к генерации ацетил-КоА. Однако бета-оксидация снабжает [электронами] FADH2 (ETFD), со сравнительной меньшим снабжением NADH от бета-оксидации, в дополнении к ацетил КоА. Естественно, ацетил-КоА (цикл Кребса) [всегда] создает одинаковое соотношение NADH/FADH2.

Подсчеты вы можете увидеть у Лукаса Тафура тут. Цитата:

1 molecule of glucose produces:

2 Acetyl CoA
6 CO2
10 NADH+
2 FADH2

Ratio NADH+:FADH2 = 5:1

ATPs produced from complete oxidation: 30-32 (assuming 2.5 ATP from NADH+ and 1.5 ATP from FADH2)

1 molecule of palmitate produces:

8 Acetyl CoA
16 CO2
31 NADH+
15 FADH2
Ratio NADH+:FADH2 = 2:1 (depending on carbon length)

ATPs produced from complete oxidation: 108 (assuming 2.5 ATP from NADH+ and 1.5 ATP from FADH2)

Как видите, глюкоза дает 5 молекул NADH за каждую FADH2, в то время как жир дает только 2 молекулы NADH за каждую FADH2.

Глюкоза использует Комплекс I значительно больше жира. Жир предпочитает похожие на Комплекс II пути, получая FADH2 от ETFD, также как сукцинатдегидрогеназа (Комплекс II) получает некоторое количество FADH2 от Ацетил-КоА (цикла Кребса).

Обе точки входа FADH2 делают одну и туже вещь для пары CoQ, они восстанавливают ее. Восстановленный пул CoQ обладает значительными последствиями для ЭТЦ и генерации свободных радикалов.

Я предпочитаю есть жир. Но что это делает с комплексом I.

Судя по всему, очевидного ответа нет.

Поделиться:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *