СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА
генетика, строение клетки

Новости

Каким путем частицы, переносящие электроны, образуют АТФ?

Каким же путем частицы, переносящие электроны, образуют АТФ? По существу, их функция состоит в создании АТФ посредством присоединения тома фосфора к аденозиндифосфату (АДФ) с образованием макроэргической связи. Процесс этот довольно сложен и состоит из нескольких этапов. Мы рассмотрим течение этого процесса на наиболее хорошо изученном примере взаимодействия комплекса IV и цитохрома с.

Самая суть процесса — это образование макроэргической связи. Как мы уже упоминали, энергия для этой связи накапливается за счет падения потенциала по мере переноса электронов от одного звена цепи к следующему. В комплексе IV такими звеньями служат шесть белковых молекул. Разность потенциалов между любой из этих молекул и соседней мала,слишком мала для образования макроэргической связи. Однако суммарная разность потенциалов между шестью молекулами достигает уже достаточной величины. Эта группа из шести молекул действует как бы в унисон, накапливая энергию в количестве, достаточном для макроэргической связи; ее можно сравнить с бригадой из шести человек, подтягивающих на веревке груз, который ни один из них не смог бы сдвинуть в одиночку.

Каким же образом в результате переноса электронов по цепи в комплексе IV образуется макроэргическая связь? Дж. Уэбстер из нашей лаборатории установил, что несущий электроны посредник — восстановленный цитохром с — соединяется с комплексом IV посредством макроэргической связи, сцепленной, очевидно, с содержащей медь группой в белковой молекуле комплекса IV. По-видимому, одна молекула восстановленного цитохрома с отдает этому комплексу свой свободный электрон; восстановленный таким образом комплекс взаимодействует затем с другой молекулой цитохрома с и получает второй электрон, который, так сказать, запечатывает эту связь. Образовавшееся соединение взаимодействует с относительно небольшой белковой молекулой, так называемым фактором сопряжения, который отщепляет комплекс IV и соединяется с цитохромом с, используя все ту же макроэргическую связь. Цитохром с в свою очередь замещается неорганической фосфатной группой, которая присоединяется к фактору сопряжения при помощи этой макроэргической связи. Затем наступает конечная реакция, в процессе которой молекула АДФ выталкивает фактор сопряжения и присоединяет к себе фосфатную группу, по-прежнему сохраняя макроэргическую связь, в результате чего получается АТФ. Короче говоря, АТФ — это конечный продукт ряда реакций, в которых цитохром с соединяется с комплексом IV, фактор сопряжения замещает комплекс IV, неорганический фосфат замещает цитохром с, АДФ замещает фактор сопряжения, после чего АДФ и добавленный фосфат соединяются, наконец, макроэргической связью, сохранявшейся при всех этих замещениях.

Макроэргическую связь можно представить себе в виде свернутой пружины, которая растягивается молекулами, тянущими ее с двух концов. После того как эта пружина была растянута, натяжение может поддерживиться и другими молекулами, вставшими с обоих концов на место прежних; поэтому в конечном счете пружину может растягивать пара молекул, совершенно отличных от исходных молекул, вызвавших первоначальное растяжение. По существу, эта аналогия объясняет процесс образования АТФ не только в комплексе IV, но и в других комплексах. Ж. Пению, а также А. Смит и М. Хансен установили, что ДПН-Н и комплекс I образуют соединение, богатое энергией. Можно предположить, что подобным же образом кофермент Q и комплекс III, прежде чем образовать АТФ, дают богатое энергией промежуточное соединение.

Разработка web-studio, ©-2012.
при использовании материалов с сайта гиперссылка на источник обязательна.
Яндекс.Метрика