Міжмембранний простір Сукцинат Фумарат Цит с Матрикс

Хімічний потенціал ΔрН

(лужний всередині)

Синтез АТР забезпечує протонорушійна сила

Електричний потенціал Δψ (негативний всередині)

Рис. 19-18. Спряження процесів перенесення електронів та синтезу АТР у мітохондріях. В експериментах, які доводять спряження цих процесів, мітохондрії поміщають у забуферене середовище і за допомогою кисневого електрода оцінюють поглинання кисню. У відібраних через певні проміжки часу зразках визначають вміст АТР. (а) Якщо до середовища додати лише АDP та P_i, швидкість дихання (поглинання О₂, чорна крива), так само, як і швидкість синтезу АТР (червона крива), майже не змінюються. Додавання сукцинату призводить до швидкого посилення дихання та синтезу АТР. Після внесення у середовище ціаніду (CN^-), який блокує перенесення електронів від цитохромоксидази на О₂, спостерігається пригнічення як дихання, так і синтезу АТР. (б) У середовищі, що містить сукцинат, дихання мітохондрій і синтез АТР спостерігаються лише за наявності ADP та P_і. Додавання інгібіторів АТР-синтази вентуріцидину або олігоміцину блокує як синтез АТР, так і дихання. Динітрофенол (ДНФ) функціонує як роз’єднувач, після його внесення дихання поновлюється, хоча синтез АТР залишається пригніченим.

Збоку- Поглинання О₂ Час Синтез АТР

Додавання АDP + P_i Додавання сукцинату Додавання CN^-

Поглинання О₂ Час Синтез АТР

Додавання сукцинату Додавання АDP + P_i Додавання вентуріцидину або олігоміцину Додавання ДНФ Роз’єднання

Рис. 19-19. Структура двох роз’єднувачів окисного фосфорилювання. Як ДНФ, так і FCCP, містять здатний до дисоціації протон і є сильно гідрофобними. Ці сполуки переносять протони через внутрішню мітохондріальну мембрану, розсіюючи протонний градієнт. Обидві сполуки роз’єднують також процес фотофосфорилювання (див. рис. 19-57).

Динітрофенол (ДНФ)

Карбонілціанід -р-трифторметоксифенілгідразон (FCCP)

Рис. 19-20. Схема експерименту, що доводить роль протонного градієнта у синтезі АТР. Штучно створений електрохімічний градієнт забезпечує синтез АТР за відсутності окиснюваного субстрату як донора електронів. Експеримент провадять у два етапи; (а) ізольовані мітохондрії спершу інкубують у буфері з рН 9,0, що містить 0,1М KCl. Буфер та KCl повільно проникають всередину мітохондрій, доки між матриксом та середовищем не встановиться рівновага. Окиснюваний субстрат відсутній. (б) Після цього мітохондрії вилучають з буфера з рН 9,0 та ресуспендують у буфері з рН 7,0, що містить валіноміцин, але не містить KCl. Внаслідок заміни буфера виникає різниця у дві одиниці рН по обидві сторони внутрішньої мітохондріальної мембрани. Валіноміцин переносить К⁺ з матрикса назовні за градієнтом його концентрації без протиіона, створюючи різницю у заряді по обидві сторони мембрани (звернена у матрикс сторона стає електронегативною). Сума величин хімічного потенціалу, що виникає внаслідок різниці рН, та електричного потенціалу, що виникає внаслідок розділення зарядів, відповідає протонорушійній силі і є достатньою для синтезу АТР за відсутності окиснюваного субстрату.

Дата добавления: 2015-08-18