Тыныс алу мен фосфорланудыњ ажыратылуы

Тыныс алу мен фосфорланудыњ ќосарлануы туралы эксперименттік дєлелдемелер ионофорлар арќылы алынѓан. Б±л заттардыњ молекулалары липофилді жєне иондарды µзіне байланыстырып мембрана арќылы алып µтуге ќабілетті. Мысалы, 2,4 -динитрофенол (протондар) мембрана арќылы иондалѓан немесе иондалмаѓан к‰йде µтіп протонды протондыќ каналды айналып µтіп аз концентрациялы аймаќќа жеткізеді. Сондыќтан, 2,4-динитрофенол электрохимиялыќ потенциалды жолды нєтижесінде АТФ синтезі ж‰рмейді. Тыныс алу тізбегініњ энергиясы, б±л жаѓдайда, жылу т‰рінде таралады. Сондыќтан, ионофорлар (ажытарќыштардыњ) пирогендік єсері осы механизммен т‰сіндіріледі. Табиѓи ажыратќышќа тироксин гормоны, антибиотиктер валиномицин жєне грамицидин жатќызылады.

Тыныс алу баќылауы

Митохондрияныњ тыныс алу жылдамдыѓы АДФ концентрациясы арќылы баќыланады. Б±л тотыѓу мен фосфорланудыњ тыѓыз ќосарлануына байланысты. Жасушаныњ ж±мысы ‰шін ќажетті энергия АТФ-тіњ гидролизі есебінен т‰седі. Б±л жаѓдайда АДФ концентрациясы жоѓарлайды, нєтижесінде тотыѓу ‰шін оттегі ќажеттілігі туындап, тыныс алу жиілейді, б±л АТФ ќорыныњ толыѓуына єкеледі.

Электрон тасымалдаушы тізбек пен тотыѓып фосфорланудыњ ингибиторлары.

Тыныс алу тізбегін блоктаушы ингибиторлар тыныс алу ферменттерініњ ж±мысына кедергі жасап белгілі бір орындарды блоктайды. Ротенон электронныњ цитохром в-ѓа дейінгі берілу бµлігін (НАД-Н2) -ге єсер ету арќылы тежейді. Антимицин А (Streptomyces µндіретін антибиотик) цх в-дан цх С1-ге цианид, кµміртегі тотыѓы (йіс газы), азидтер цх а3 -тен оттегіге электрон тасымалдануын блоктайды. Б±л жаѓдайда АТФ т‰зілуі ж‰рмейді.

Катаболизмніњ жалпы жолдары мен цитрат циклініњ энергетикасы.

Цитрат циклініњ бір айналымында 12 АТФ синтезделеді. Оныњ 9 молекуласы тыныс алу тізбегінде 3 НАДН2 молекуласынан т‰зіледі. 2 АТФ бір ФАДН2 молекуласыныњ тыныс алу тізбегінде тотыѓуынан, ал 1 АТФ ЦЦ-да субстраттыќ фосфорланудан т‰зіледі.

Катаболизмніњ жалпы жолдары бойынша жоѓарыдаѓы 12 АТФ -ке пируваттыњ тотыѓып декарбоксилденуінен ќосылатын 3 АТФ (1 молекула НАДН2) есебінен барлыѓы 15 АТФ молекуласы т‰зіледі деп ќабылданады.

Энергия алмасуыныњ реттелуі.

Жасушадаѓы АТФ синтезі энергия ќажеттілігі бойынша реттеледі, б±л МЭТТ мен ПТД реакцияларыныњ жылдамдыќтарыныњ сєйкестенуімен жетеді.

АДФ концентрациясыныњ жоѓарлауы НАДН-тыњ МЭТТ-да тотыѓуын к‰шейтеді, б±л НАД+ -дегидрогеназалыќ ферменттердіњ катализініњ жылдамдыѓыныњ к‰шеюіне єкеледі, немесе, катаболизмніњ жалпы жолдарыныњ жылдамдыќтарыныњ жоѓарлауына єкеледі. (сур. 9). Сонымен бірге, АДФ К.Ж.Ж. реттеуші ферменттерініњ аллостерлік активаторы. Б±л ж±мсалѓан АТФ-ќа сєйкес т‰рде бірдей мµлшерде ќайта АТФ синтезделуіне єкеледі.

К.Ж.Ж. жылдамдыѓы 4 реакция дењгейінде реттеледі: пируватдегидрогеназдыќ комплекс, цитратсинтаза, изоцитратдегидрогеназа, -кетоглутаратдегидрогеназалыќ комплекстер арќылы.

К.Ж.Ж. ферменттері келесі механизмдермен реттеледі: -1.аллостерлік реттелу -єрбір реттелуші ферменттіњ аллостерлік эффекторларыныњ концентрациясына тєуелді т‰рде; -2. Субстраттыњ концентрациясыныњ жоѓарлауындаѓы фермент активтілігініњ жоѓарлауы (мысалы, пируваттыњ пируватдегидрогеназалыќ комплекс ацетил-КоА, НАДН -пен цитратсинтаза цитратпен); -4.фосфорлану -дефосфорлану арќылы (сур. 9).

ПДК-тіњ реттелуі к‰рделі, ол гликолизді, глюконеогенезді, май ќышќылдарыныњ синтезін, май ќышќылдарыныњ тотыѓуын, Кребс циклін байланыстырады.

Р

НАДН

АТФ ПДК

Ацетил-КоА АДФ активсіз Н2О

+

ПДК киназа ПДК

фосфатаза

Пируват -

НАД+ +

НSКоА ОН Рі

АДФ АТФ Са2+

ПДК

Активті

Пируват ацетил-КоА

НSКоА НАДН

НАД+

Сур.9. Пируватдегидрогеназалыќ комплекстіњ реттелуі.

ПДК ќ±рамында 2 реттеуші суббірліктер болады: киназа жєне фосфатаза. Киназа ПДК-ны фосфорландырады жєне активсіз формаѓа єкеледі. ПДК киназа аллостерлік активтеледі -АТФ, НАДН, ацетил-КоА, ал пируват, АДФ, НАД, НSКоА, Са2+ (сур.10).

ПДК киназасы аллостерлік активтелуі оныњ жоѓарыдаѓы эффекторларыныњ жиналуында жєне тежелуі пируваттыњ ацетил-КоА-ѓа айналуында µтеді. Мысалы, бауырда, аштыќта, май ±лпаларынан бауырѓа. Май ќышќылдары т‰седі, митохондрияда олардыњ катаболизмінде кµп мµлшерде ацетил-КоА мен НАДН жиналып ќалады. Пируват б±л жаѓдайда тотыќпай глюконеогенез ‰шін пайдаланылуы м‰мкін.

ПДК киназасы аллостерлік ингибирленгенде, мысалы, абсорбтыќ кезењде глюкоза торшаѓа т‰седі жєне пируват т‰зіп ыдырайды. Пируваттыњ жоѓары концентрациясы екі т‰рлі єсер етеді:

А)ПДК-ны фосфорланбаѓан активті формада ±стайды.

Б)Фосфорланѓан ПДК-ны активті формаѓа айналдырады.

Нєтижесінде глюкозадан ацетил-КоА т‰зіледі де ол Кребс циклінде тотыѓады, бауыр мен май ±лпасында май ќышќылдарыныњ синтезіне ж±мсалады.

Са2+ -пен реттелу -негізінен б±лшыќетте мањызды єсер ету потенциалы митохондриядаѓы Са2+ концентрациясыныњ жоѓарлауына єкеледі, б±л бір мезгілде киназаны ингибирлендіріп, фосфатазаны активтендіреді. Б±л ПДК-ны жылдам фосфорланбаѓан активті формаѓа єкеледі. Бір мезгілде Са2+ Кребс циклініњ реттеуші ферменттерін активтендіреді. Сондыќтан, ацетил-КоА жылдам тотыѓып АТФ синтезін б±лшыќет ж±мысы ‰шін ж‰ргізеді.

Пируват

Пируват, НАД+ НSКоА

НSКоА + НАД+

НАДН, Ацетил КоА НАДН+Н+

+

Ацетил-КоА

НSКоА

оксалоацетат цитрат

Сурет 10.

Адипоциттерде инсулин мембраналыќ рецепторлар арќылы єсер етіп, митохондриядаѓы Са2+ -тіњ концентрациясыныњ жоѓарлауына єкеледі. ПДК фосфатазаны активтендіріп, оны фосфорланбаѓан активті ќалыпќа єкеледі. Нєтижесінде келесі реакция µтеді: пируват  ацетил-КоА  май ќышќылдары  майлар жєне т.б.

К.Ж.Ж. реттелуі метаболиттік жолдарды ауыстырып ќосуѓа м‰мкіндік береді, мысалы, абсорбтыќ кезењде бауырда глюкозаныњ катаболизмініњ µнімдері май ќышќылдарыныњ синтезі мен тотыѓып ыдырауы, аштыќта бауырда пируватты глюкоза синтезі ‰шін пайдалануѓа м‰мкіндік береді.