Альтернативные функции клеточного дыхания Егорова ия Егорова Юл Юлия Казань Казань,, КГУ КГУ,, 2010 2010 По .П. По Скулачеву Скулачеву В В.П. « Альтернативные функции «Альтернативные функции клеточного » клеточного дыхания дыхания» • Более 90% поглощающегося О22: Н2О + 4Н+ +4е + оксидаза • Реже 2: Реже,, менее 10% поглощающегося О О2: Внедрение в орг. соединение Оксигеназа •• Около 2: Около 2% 2% поглощающегося поглощающегося О О2: Супероксид О2Семихинон Цитохромоксидаза Цитохром С-оксидаза Цитохром аа3 2NADH 2NADH 2KoQ NADH-KoQ-редуктаза 2NAD++ KoQH2-цитохром с-редуктаза 2KoQH22 Цитохром C Восстановленный Цитохром С Цитохромоксидаза http://moikompas.ru/img/compas/2008-10-25/theories_of_aging/58861839.jpg О2 http://www.life.illinois.edu/crofts/bioph354/cyt_ox.html Функции Функции,, исполняемые клеточным дыханием дыханием:: Запасание энергии в конвертируемой форме АТФ или протонного потенциала Рассеяние энергии в виде тепла Образование веществ полезных для клетки Уборка вредных для клетки веществ Запасание полезной энергии АТФ-синтаза Дыхательная цепь Протонный потенциал АТФ В В день: день: 500 500 гг ионов ионов Н+ Н+ 40кг 40кг АТФ АТФ nature.web.ru/db/msg.html%3Fmid%...3D1.html www.cellbiol.ru/book/kletka/mitokhondrii Рассеяние энергии в виде тепла Дрожь = расщепление АТФ до АДФ и фосфата Не оптимален!!! Дрожь постепенно исчезает исчезает,, сменяясь другим способом образования тепла тепла,, когда дыхание по -прежнему по-прежнему активировано активировано,, а мышечных сокращений не происходит С тр и ж е н н ы е -20°С Отключение дыхания от механизма синтеза АТФ в мышечных митохондриях http://stat17.privet.ru/lr/091d8cbf2b4776819fcce81ee1aaf2e8 Температура голубя 37°С 1. 2. 3. Откачка протонов посредством дыхательной цепи Возвращение протонов посредством АТФ-синтазы Возвращение протонов с образованием тепла, минуя АТФ-синтазу Причина повышенной протонной проводимости мембраны – возрастание концентрации свободных жирных кислот Липолиз – фермент липаза http://imquest.alfaspace.net/ARTICLE/PICTURES/3_3.gif ru.wikipedia.org/wiki/%25D0%259B...5D0%25B0 АТФ /АДФ-антипортер АТФ/АДФ-антипортер nature.web.ru/db/msg.html%3Fmid%...10300020 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/mmdb/mmdbsrv.cgi http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/mmdb/mmdbsrv.cgi http://www.vseovese.ru/vseovese_a/oj/picture/5. http://www.vseovese.ru/vseovese_a/oj/picture/5.jpg Бурый жир Жировые капли у новорожденного у взрослого Митохондрии Митохондрии:: около 10% всех белков этих митохондрий –разобщающий белок (термогенин) vetfak.nsau.edu.ru/new/uchebnic/.../t9.html vetfak.nsau.edu.ru/new/uchebnic/.../t9.html http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/cdd/cdThumbnail.cgi?img =1&uid=143921 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/cdd/cdThumbnail.cgi?img=1&uid=143921 • спящие зимой животные • животные, потребляющие избыток пищи • лилейные растения Окисление гидрохинона кислородом с гидрохиноноксидазой http://www.harunyahya.ru/Books/images_books/images_formenunderstanding/img86.jpg http://www.harunyahya.ru/Books/images_books/images_formenunderstanding/img86.jpg Образование Образование веществ веществ полезных полезных для для клетки клетки Цитохром Р450 Восстановление Восстановление за окисления за счет счет окисления восстановленного восстановленного НАДФ особой НАДФ особой дых дых.. цепью цепью ((Не Не сопряжена сопряжена с с запасанием запасанием энергии энергии)) Холестерин http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/mmdb/mmdbimage.fcgi?small =f&id=79440 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/mmdb/mmdbimage.fcgi?small= f&id=79440 http://www.glubinnaya.info/science/medicine/chemistry/emotionschemistry1_files/nebe http://www.glubinnaya.info/science/medicine/chemistry/emotionschemistry1_files/nebe ++ О О22 Стероидные гормоны http://www.kuban.su/medicine/shtm/baza/endok/images/sc36.gif Уборка Уборка вредных для клетки веществ Цитохромы Р450 – в процессе окисляются, восстанавливаются особой дых. цепью, локализованной в эндоплазматической сети http://healthhttp://health-ua.com/pics/tabl/187_26.gif В обход первых пунктов энергетического сопряжения Резкое снижение количества АТФ Окисление молочной кислоты У дрожжей – специальный фермент – цитохром b2 Переносит электроны с молочной кислоты на цитохром с http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/mmdb/mmdbsrv.cgi?uid=28611 Токсичный Кислород !!! Кислород!!! • Бактерии Azotobacter - Специальная дых.цепь: несопряженные NADH-KoQ-редуктаза и цитохром bd + цепь с цитохромом о (аналог цитохрома аа3) Фосфорилирующая эффективность цепи с цитохромом bd ниже, чем у цепи с цитохромом о Сродство к кислороду цитохрома bd хуже, чем у цитохрома о При снижении уровня О2 до безопасного малых концентраций путь через цитохром bd выключается Дыхательная защита • Растения - содержат большое количество антиоксиданта – аскорбиновой кислоты - содержат особую дых.цепь, состоящую из несопряженных NADHKoQ-редуктазы и KoQ-оксидазы, которая не запасает энергии • Животные - несопряженные пути в начале цепи, особые механизмы разобщения основной цепи, выбраковку образующих супероксид митохондрий и клеток micro.magnet.fsu.edu/cells/chlor...sts.html www.tau.ac.il/~ecology/virtau/2-...ots2.htm Дыхание как механизм механизм,, ускоряющий ускоряющий эволюцию Окисление ДНК АФК – инструмент природного мутагенеза Существование специального механизма генерации супероксида, обеспечивающий оптимальный уровень мутагеназа. Окислительный мутагенез обеспечивается супероксидом, возникшим при спонтанных хим.реакциях При вопросах о стабильности и изменчивости ген.аппарата, клетка полагается на спонтанные процессы Живые системы избегают самопроизвольных химических реакций, стремясь поставить их под контроль регулируемых катализаторовферментов ? Существование специального ферментативного механизма дестабилизации генома