Біологічна та біоорганічна хімія_Мардашко О.О._ изд. 2008-342 с._ОНМедУ-2012

	9. Типи інгібування ферментів: зворотне (кон-	12. Ензимопатії — уроджені (спадкові) вади
	курентне, неконкурентне) та незворотне інгібу-	метаболізму вуглеводів, амінокислот, порфіринів,
	вання.	пуринів.
	10. Регуляція ферментативних процесів. Шля-	13. Ензимодіагностика патологічних процесів
		і захворювань.
	хи і механізми регуляції: алостеричні ферменти;
	ковалентна модифікація ферментів.	14. Ензимотерапія — застосування ферментів,
		їх активаторів та інгібіторів у медицині.
	11. Циклічні нуклеотиди (цАМФ, цГМФ) як	15. Принципи та методи виявлення ферментів
	регулятори ферментативних реакцій і біологічних	у біооб’єктах. Одиниці виміру активності й
	функцій клітини.	кількості ферментів.

Глава 7. ОСНОВНІ ЗАКОНОМІРНОСТІ ОБМІНУ РЕЧОВИН.

ЦИКЛ ТРИКАРБОНОВИХ КИСЛОТ

	7.1. КАТАБОЛІЗМ, АНАБОЛІЗМ.	нази вищих жирних кислот і амінокислот. На цій
	СПІЛЬНІ ШЛЯХИ ПЕРЕТВОРЕНЬ	стадії, крім ацетил-КоА, утворюються відновлені
	БІЛКІВ, ВУГЛЕВОДІВ, ЛІПІДІВ	коферменти НАД, ФАД, НАДФ, ФМН. Отже, і
		друга стадія катаболізму перебігає за участю
		ферментів, специфічних для вуглеводів, білків і
	Енергія в клітинах вивільнюється в процесі	жирів. Тому ця стадія катаболізму також нази-
	катаболізму вуглеводів, жирів і білків. Розрізня-	вається стадією специфічних реакцій. До таких
	ють три стадії катаболічних перетворень цих спо-	процесів належать гліколіз, окиснення жирних
	лук. На першій стадії катаболізму білки гідролі-	кислот, гліцеролу, дезамінування амінокислот.
	зуються на амінокислоти, полісахариди гідролі-	Продукти, утворені на цій стадії, втрачають свою
	зуються переважно до глюкози, а також до	специфічність (приналежність) до певного класу
	інших гексоз і пентоз, жири розпадаються на	сполук (наприклад, піруват може утворювати-
	гліцерол, жирні кислоти й інші компоненти. На	ся з глюкози, аланіну, гліцеролу; ацетил-КоА —
	цій стадії не відбувається вивільнення біологічно	з пірувату і жирних кислот).
	корисної енергії. Катаболізм білків, жирів і вуг-	Третя стадія катаболізму охоплює цикл
	леводів перебігає за участю специфічних для	Кребса, тканинне дихання й окисне фосфорилу-
	кожної групи ферментів, в основному, представ-	вання — це універсальний шлях окиснення
	ників класу гідролаз (гідролаз складних ефірів,	білків, жирів і вуглеводів. Незалежно від того, з
	пептидних, глікозидних зв’язків), тобто відбува-	яких речовин утворився ацетил-КоА, відновлені
	ються специфічні реакції катаболізму високомо-	форми коферментів (НАДН, НАДФН, ФАДН2,
	лекулярних сполук до відповідних мономерів.	ФМНН2), молекулярні механізми подальшого пе-
	Всі продукти, що утворилися на першій стадії	ретворення цих сполук до СО2 і Н2О з виділенням
	катаболізму, на другій стадії перетворюються на	енергії вже однакові. Тому третя стадія катабо-
	ще простіші сполуки, кількість яких порівняно	лізму називається ще загальним шляхом катабо-
	невелика. Гексози, пентози й гліцерол розщеплю-	лізму (стадією неспецифічних реакцій катаболіз-
	ються до піровиноградної кислоти (пірувату), що	му).
	піддається окисному декарбоксилюванню й пере-	Катаболізм білків, вуглеводів і ліпідів ілюст-
	творюється на ацетил-КоА. Аналогічним пере-	рує рис. 7.1.
	творенням піддаються амінокислоти. Жирні кис-
	лоти також розпадаються до ацетил-КоА.
	У процесі катаболізму білків, жирів і вугле-	7.2. ЦИКЛ ТРИКАРБОНОВИХ
	водів відбувається відщеплення атомів Гідрогену,
		КИСЛОТ
	які через систему ферментів переносяться на ки-
	сень з утворенням води. Саме в ході цього пере-	У результаті катаболізму вуглеводів, жирів і
	носу відбувається вивільнення енергії збуджених
	електронів. Отже, чим більше органічна речови-	білків утворюється ацетил-КоА. Встановлено, що
	на містить атомів Гідрогену, які можуть відщеп-	при катаболізмі цих сполук майже 100 % атомів
	лятися ферментативним шляхом і переноситися	Карбону жирних кислот, близько 60 % атомів
	через систему каталізаторів на кисень, тим	Карбону вуглеводів і близько 50 % атомів Кар-
	більша енергетична цінність цих речовин.	бону амінокислот включається до ацетил-КоА.
	Відщеплення атомів Гідрогену від відповідних	Утворений ацетил-КоА може окиснюватися в
	сполук починається на другій стадії в процесі	циклі лимонної кислоти. Цей цикл був відкритий
	катаболізму. Його каталізують ферменти гліцер-	англійським біохіміком Гансом Кребсом. За це
	альдегідфосфатдегідрогеназа, лактатдегідрогена-	відкриття він був нагороджений Нобелівською
	за, глюкозо-6-фосфатдегідрогеназа, дегідроге-	премією (1953), а цикл лимонної кислоти дістав

99

Ліпіди	Вуглеводи	Білки
Жирні кислоти + Гліцерол	Глюкоза	Амінокислоти
Ацил КоА	Гліцеральдегідфосфат
	Піруват	Аланін, серин, треонін,
		цистеїн, валін
Ацетил КоА		Гліцин, лейцин,
		тирозин, фенілаланін
	Оксалоацетат	Тирозин, фенілаланін,
		аспартат
	Цикл трикарбонових	Аргінін, пролін,
	кислот	оксипролін, гістидин,
		орнітин
	Кетоглутарат	Глутамат

Тканинне дихання, окисне фосфорилування

Рис. 7.1. Катаболізм білків, вуглеводів і ліпідів

назву циклу Кребса. Цикл лимонної кислоти називають також циклом трикарбонових кислот. Ця назва з’явилась у зв’язку з тим, що впродовж багатьох років після того, як Кребс постулював існування циклу, не було повної впевненості в тому, яка саме з трикарбонових кислот (лимонна або ізолимонна) є першим продуктом взаємодії ацетил-КоА з оксалоацетатом (щавлевооцтовою кислотою). Сьогодні точно відомо, що першою з трикарбонових кислот утворюється саме лимонна кислота (цитрат).

Цикл складається з 8 послідовних реакцій і перебігає в мітохондріях (рис. 7.2). Ацетил-КоА й оксалоацетат утворюються з пірувату в результаті його окисного декарбоксилювання під дією піруватдегідрогеназного комплексу і карбоксилювання під дією піруваткарбоксилази. Таким чином, з одного попередника — пірувату — утворюються два вихідних продукти циклу Кребса. Слід зазначити, що ацетил-КоА може утворюватися також у результаті окиснення ви-

щих жирних кислот, а оксалоацетат — внаслідок дезамінування аспартату (аспарагінової кислоти).

1-ша реакція — конденсація ацетил-КоА з оксалоацетатом з утворенням лимонної кислоти (цитрату) — цитратсинтазна реакція, яка відбувається в три стадії. На першій стадії ацетил-КоА перетворюється на енольну форму:

O				OH					O-	O=C COOH
C S-KoA				C	S-KoA				C S-KoA + H+ + CH2
CH3				CH2					CH2	COOH
Ацетил-КоА				Енольна форма						Оксалоацетат
					ацетил-КоА

На другій стадії ацетил-КоА конденсується із оксалоацетату з утворенням активної форми лимонної кислоти — цитрил-КоА. Він утворюється в активному центрі ферменту цитратсинтази і швидко гідролізується на цитрат і НS-КоА (третя стадія першої реакції).

100

O

Ацетил-КоА

=

COOH

COOH

CH –C

3 ~

SKoA

+

- НОН

CH2

+ НОН

CH2

O=C–COOH

Оксалоацетат

С

СООН

Н

С

СООН

CH2–COOH

1. Цитратсинтаза

СН

HC

ОН

CH2–COOH

СООН

СООН

Цис-аконітова кислота

Ізоцитрат

HO–C–COOH

Цитрат

CH2–COOH

2. Аконітаза

Далі цис-аконітат приєднує молекулу води й

CH2–COOH

перетворюється на ізоцитрат. Суть реакції поля-

Ізоцитрат

гає в «рокіровці». Динамічна рівновага цієї ре-

H–C–COOH

акції встановлюється при співвідношенні: цитра-

HO–C–COOH

ту 90 %, ізоцитрату — 8 % і цис-аконітату —

H

3. Ізоцитратдегідрогеназа

НАД+

2 %. Біологічний сенс такого співвідношення ме-

COOH

таболітів полягає в тому, що цитрат має здат-

CH2

ність виходити з мітохондрій у цитоплазму, ре-

CH2

α -Кетоглутарат

гулюючи у такий спосіб потік метаболітів по цик-

лу Кребса.

C=O

4. α -Кетоглутарат-

3-тя реакція — перетворення ізоцитрату на α -

COOH

НАД+

кетоглутарат через оксалосукцинат (ізоцитрат-

COOH

дегідрогеназний

дегідрогеназна реакція). Протягом цієї реакції ізо-

комплекс

CH2

цитрат окиснюється шляхом відщеплення двох

CH2

Сукциніл-КоА

атомів Гідрогену й перетворюється на оксалосук-

O=C

~SKoA

цинат. Остання декарбоксилюється до α -кето-

5. Сукциніл-КоА-синтетаза

глутарату.

Сукциніл-

(тіокіназа)

COOH

фосфат~

COOH

COOH

CH2

+ НАД(Ф)+

CH2

СН2

Сукцинат

Н

С

СООН

СН2

- СО2

CH2

- НАД(Ф)Н + Н+

COOH

С

О

С

О

ФАД

6. Сукцинатдегідрогеназа

СООН

СООН

COOH

Оксалосукцинат α

-Кетоглутарат

CH

Фумарат

=

Цю реакцію, тобто перетворення ізоцитрату

HC

COOH

7. Фумараза

на оксалосукцинат і декарбоксилювання остан-

COOH

нього до α

-кетоглутарату, каталізує ізоцитрат-

дегідрогеназа. Існує два типи ізоцитратдегідро-

HO–CH

L-Малат

генази: один використовує як акцептор протонів

CH2

8. Малатдегідрогеназа

і електронів НАД+, а другий — НАДФ+. У міто-

НАД+

хондріях існують ізоцитратдегідрогенази обох

COOH

COOH

типів: НАД+-залежна й НАДФ+-залежна; НАД+-

залежна зустрічається тільки в мітохондріях, а

O=C

Оксалоацетат

НАДФ+-залежна — як у мітохондріях, так і в ци-

CH2

топлазмі. У циклі Кребса, можливо, беруть

участь обидва мітохондріальних ферменти, але

COOH

Рис. 7.2. Схема циклу трикарбонових кислот

переважає НАД+-залежна ізоцитратдегідрогена-

за. Регуляторна роль ізоцитратдегідрогеназної

Каталізує всі три стадії першої реакції (утво-

реакції полягає в тому, що вона забезпечує спря-

рення енольної форми ацетил-КоА, конденсацію

мованість метаболізму по катаболічному або

і гідроліз) фермент цитратсинтаза.

анаболічному шляху залежно від форми кофер-

ментів, що утворюються. Участь НАДФ+-залеж-

O

O

ної ізоцитратдегідрогенази, імовірно, дозволяє

C

S-KoA

C OH

циклу працювати «на холостому ходу», даючи

CH2

CH2

можливість використовувати НАДФН для біо-

HOOH C COOH + HOH

НО C COOH + HS-KoA

синтетичних процесів. Гальмування активності

CH2

CH2

ізоцитратдегідрогенази спричинює нагрома-

COOH

COOH

дження цитрату й вихід його з мітохондрій у ци-

Цитрил-КоА

Цитрат

топлазму, де він може перетворюватися на окса-

2-га реакція — перетворення цитрату на ізо-

лоацетат і ацетил-КоА, що йде на біосинтетичні

цитрат через цис-аконітат (аконітатгідратазна

процеси, а також на утворення розчинного цит-

реакція). У цій реакції цитрат піддається дегідра-

рату Са2+, необхідного для системи згортання

тації й перетворюється на цис-аконітову кисло-

крові й забезпечення функцій нервової тканини.

ту. Ця сполука пов’язана з ферментом аконіта-

НАДФ+-залежна ізоцитратдегідрогеназа ка-

зою і в нормі не відділяється від активного цент-

талізує карбоксилювання α -кетоглутарату. Дже-

ру цього ферменту.

релом Карбону в цій реакції звичайно служить

101

глутамат; трансамінування його приводить до

6-та реакція — дегідрування сукцинату з ут-

утворення α -кетоглутарату. Атоми Гідрогену,

воренням фумарату.

зв’язані з НАД+ (НАДН+Н+), далі переносяться

по ланцюгу дихальних ферментів на кисень з

утворенням Н2О, тобто процес іде по шляху

COOH

COOH

COOH

катаболізму. Атоми Гідрогену, зв’язані з НАДФ+

+ ФАД

НС

+ НОН

СНОН

+ НАД

С О

(НАДФН+Н+), як правило, використовуються

- ФАДН2

СН

СН2

- НАДН+ Н+

СН2

по шляху біосинтезу різних сполук (вищих жир-

СООН

СООН

СООН

них кислот, холестеролу, стероїдних гормонів

Фумарат

L-Малат Оксалоацетат

тощо), тобто процес іде по шляху анаболізму.

4-та реакція — окисне декарбоксилювання α -

кетоглутарату кислоти до сукциніл-КоА. У цій

Окиснення сукцинату каталізує сукцинатде-

реакції α -кетоглутарат піддається такому ж

гідрогеназа, у молекулі якої з білком ковалентно

складному окисному декарбоксилюванню, як і

зв’язаний кофермент ФАД,

що служить акцеп-

піруват, але утворюється не ацетил-КоА, а сук-

тором Гідрогену в даній реакції. Сукцинатдегід-

циніл-КоА. Сумарно дану реакцію можна запи-

рогеназа — єдиний фермент циклу, зв’язаний із

сати так:

внутрішньою мембраною мітохондрій, решта ре-

COOH

акцій відбуваються в матриксі.

7-ма реакція — гідратація фумарату з утво-

СН2

+ ТПФ + ЛК + HS-KoA + ФАД + НАД+

ренням малату. Під час цієї оборотної реакції фу-

СН2

- СО

- НАДН + Н

+

марова кислота приєднує молекулу води й пере-

2

C

O

творюється на малат. Каталізує реакцію фума-

SKoA

ратгідратаза (фумараза). Цей фермент має сте-

Сукциніл-КоА

реоспецифічну дію: він гідратує тільки трансфор-

Сукциніл-КоА, що утворився, має макро-

му подвійного зв’язку фумарової кислоти й не діє

на цис-форму — малеїнову кислоту.

ергічний карбоксил-тіоловий (тіоефірний) зв’я-

зок, у якому резервується енергія окисного декар-

HC

COOH

HC

COOH

боксилювания. Каталізує цю реакцію α -кетоглу-

HC—COOH

HOOC

CH

таратдегідрогеназний комплекс. За структурою

Малеїнова кислота

Фумарова кислота

і функцією цей комплекс дуже нагадує піруват-

дегідрогеназний комплекс, він включає також

У зворотній реакції (L-малат →

зв’язані з ферментами такі коферменти, як НАД+,

фумарат) фу-

ФАД, ТПФ, НSКоА й ліпоєву кислоту.

мараза виявляє специфічність відносно оптично-

5-та реакція — перетворення сукциніл-КоА

го ізомеру L-малату, тобто каталізує дегідрата-

на сукцинат через сукцинілфосфат (сукциніл-

цію L-малату, але не діє на D-малат.

КоА-синтетазна реакція). Протягом цієї реакції

8-ма реакція — дегідрування малату з утво-

спочатку сукциніл-КоА реагує з неорганічним

ренням оксалоацетату — малатдегідрогеназна

фосфатом і перетворюється на сукцинілфосфат.

реакція. У ході цієї реакції L-малат втрачає два

ОН

атоми Гідрогену (окиснюється) і перетворюється

COOH

на оксалоацетат. Молекула оксалоацетату, що

COOH

+ HO

Р

О

СН2

утворилася, може знову вступати в реакцію з

ОН

+ГДФ

СН2

СН2

іншою молекулою ацетил-КоА, і процес розпочи-

- HSKoA

-ГТФ

СН

ОН

2

С

О

нається спочатку. Каталізує реакцію малатде-

СООН

О

Р О

гідрогеназа, коферментом якої є НАД+. НАД+-

ОН

Сукцинілфосфат Сукцинат

залежна малатдегідрогеназа перебуває в мат-

риксі мітохондрій.

При цьому вивільняється НSКоА. Сукциніл-

Відщеплення Гідрогену відбувається в чоти-

рьох реакціях циклу Кребса — ізоцитратдегід-

фосфат також має макроергічний, але не карбок-

рогеназній, α

-кетоглутаратдегідрогеназній, сук-

силтіоловий, а карбоксилфосфатний зв’язок.

цинатдегідрогеназній і малатдегідрогеназній.

Далі сукцинілфосфат реагує із ГДФ і перетво-

Усього відщеплюються вісім атомів Гідрогену.

рюється на сукцинат, а ГДФ, приєднавши фос-

За один оборот циклу відбуваються дві реакції

фат, перетворюється на ГТФ. Реакцію перетво-

приєднання води. Одна молекула води при-

рення сукциніл-КоА на сукцинат каталізує фер-

єднується при гідролізі цитрил-КоА (у цитрат-

мент сукциніл-КоА-синтетаза. Утворений у сук-

синтазній реакції), а друга — при перетворенні

циніл-КоА-синтетазній реакції ГТФ може потім

фумарату на малат. У цих двох реакціях беруть

передавати свою кінцеву фосфатну групу на

участь чотири атоми Гідрогену двох молекул

АДФ з утворенням АТФ; ця оборотна реакція

води. Таким чином, за рахунок окиснення оц-

каталізується нуклеозиддифосфаткіназою:

тової кислоти вивільняються чотири атоми

ГТФ + АДФ →

ГДФ + АТФ

Гідрогену, тобто всі атоми, які входять до скла-

Отже, енергія окисного декарбоксилювання

ду її молекули. Отже, у результаті реакцій одно-

α -кетоглутарату

остаточно може резервувати-

го обороту циклу Кребса оцтова кислота окис-

ся в АТФ (субстратне фосфорилування).

нюється з виділенням чотирьох атомів Гідроге-

ну й двох молекул СО2.

102

	Енергетичний баланс циклу			3. Біосинтез ВЖК, холестеролу. Цитрат може
	трикарбонових кислот			виходити з мітохондрій у цитозоль, де розщеп-
	Цикл Кребса забезпечує організм енергією.			люється з утворенням оксалоацетату та цито-
				зольного ацетил-КоА, який надходить у систему
	Від чотирьох проміжних продуктів циклу Креб-			синтезу вищих жирних кислот, холестеролу.
	са відділяються чотири пари атомів Гідрогену. Із			4. Біосинтез гему. Сукциніл-КоА може вико-
	них три пари атомів Гідрогену переносяться на
				ристовуватися для біосинтезу порфіринів, що вхо-
	НАД+, що є коферментом ізоцитратдегідрогена-			дять до складу гему гемоглобіну, й в інші сполу-
	зи, α -кетоглутаратдегідрогенази й малатдегідро-			ки. Відтік проміжних продуктів циклу Кребса
	генази. Далі ці атоми Гідрогену від НАДН+Н+			поповнюється завдяки дії іншого набору фер-
	передаються на ланцюг дихальних ферментів і в
				ментів.
	остаточному підсумку відновлюють дві молеку-			Спеціальні реакції, що забезпечують попов-
	ли О2 з утворенням трьох молекул Н2О.
				нення пулу проміжних продуктів циклу Кребса,
	При окисненні однієї молекули НАДН+Н+ за
	участю дихальних ферментів утворюються три			дістали назву анаплеротичних (поповнюючих)
				реакцій. Найважливіша реакція такого роду в
	молекули АТФ, а всього — 9 молекул АТФ. Одна			тваринних тканинах — це карбоксилювання
	пара атомів Гідрогену потрапляє на дихальний			пірувату за рахунок СО2 з утворенням оксало-
	ланцюг через ФАД (кофермент сукцинатдегідро-			ацетату:
	генази), у результаті утворюються 2 молекули			Піруват + СО2 + АТФ + Н2О →
	АТФ. Одна молекула АТФ синтезується із ГТФ,
	що утворюється в сукциніл-КоА-синтетазній ре-			→ Оксалоацетат + АДФ + Н3РО4 + 2Н+.
	акції (субстратне фосфорилування).			Каталізує цю реакцію фермент піруваткар-
	1. Ізоцитратдегідрогеназа
	1 НАДН+Н+ →		3 АТФ	боксилаза. Ця реакція — головна анаплеротич-
				на реакція в печінці й нирках. У міокарді та м’я-
	2. α -Кетоглутаратдегідрогеназа			зах анаплеротичною є фосфоенолпіруваткарбок-
	1 НАДН+Н+	→	3 АТФ	сикіназна реакція:
				Фосфоенолпіруват + СО2 + ГДФ →
	3. Сукцинілфосфат
				→ Оксалоацетат + ГТФ.
	1 ГТФ →	1 АТФ
				У цій реакції відбувається розщеплення мак-
	4. Сукцинатдегідрогеназа
				роергічної сполуки фосфоенолпірувату, що утво-
	1 ФАДН2 →		2 АТФ	рився в процесі гліколізу. Енергія, що вивіль-
	5. Малатдегідрогеназа			няється, використовується для карбоксилювання
				з утворенням оксалоацетату, а її залишок запа-
	1 НАДН+Н+ →		3 АТФ	сається у формі ГТФ.
	Отже, при окисненні однієї молекули ацетил-			Атоми Гідрогену відновленої форми НАДФ
				(НАДФН+Н+), що утворюються в ізоцитратде-
	КоА в циклі Кребса утворюються 12 молекул			гідрогеназній реакції, можуть використовувати-
	АТФ.			ся для біосинтезу вищих жирних кислот, стероїд-
				них гормонів, холестеролу, нуклеотидів й інших
	Амфіболічні й анаплеротичні реакції			речовин.
	Проміжні продукти циклу Кребса можуть бра-			Регуляція циклу трикарбонових кислот
	ти участь у реакціях біосинтезу багатьох орга-			Активність ключових ферментів циклу Креб-
	нічних сполук.			са й процесу в цілому контролюється енергетич-
	1. Біосинтез білка. Оскільки цикл може функ-			ним статусом клітини. Негативним модулятором
	ціонувати як катаболічний шлях, а також і як			виступає високий рівень АТФ, тоді цитрат не ме-
	джерело сполук для анаболічних шляхів, то його			таболізується в ЦТК, а виходить із мітохондрій
	часто називають амфіболічним шляхом (від			у цитоплазму, де розпадається на оксалоацетат
	грецьк. аmphi — обидва). α -Кетоглутарат і ок-			і ацетил-КоА, що бере участь у біосинтезі вищих
	салоацетат можуть видалятися з циклу й вико-			жирних кислот і холестеролу. Ацетил-КоА, що не
	ристовуватися як попередники амінокислот глу-			окиснюється в мітохондріях у результаті гальму-
	тамінової й аспарагінової, глутаміну й аспара-			вання ЦТК, може переходити в цитоплазму за
	гіну, решта — для біосинтезу білків, азотистих			допомогою карнітинового човникового механіз-
	основ, нуклеотидів, нуклеїнових кислот й інших			му й брати участь у біосинтетичних процесах.
	сполук.			Однак гальмування реакцій ЦТК може відбува-
	2. Біосинтез глюкози. Оксалоацетат є вихід-			тися в результаті порушення функції окисно-
	ним продуктом глюконеогенезу. Оксалоацетат			відновних ферментів при різних патологічних
	і α -кетоглутарат утворюються в результаті			процесах (наприклад цукровий діабет), тоді аце-
	дезамінування аспарагінової й глутамінової			тил-КоА, незважаючи на дефіцит макроергів у
	кислот, а фумарова кислота — у циклі синтезу			клітині, синтезує холестерол, тому при цукрово-
	сечовини.			му діабеті прогресує атеросклероз.

103

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ	3. Цикл трикарбонових кислот. Локалізація,
1. Обмін речовин (метаболізм) — загальні за-	послідовність ферментативних реакцій, значення
кономірності перебігу катаболічних і анаболіч-	в обміні речовин.
них процесів.	4. Енергетичний баланс циклу трикарбоно-
2. Спільні стадії внутрішньоклітинного ката-	вих кислот. Фізіологічне значення реакцій
болізму біомолекул: білків, вуглеводів, ліпідів.	ЦТК.

Глава 8. МОЛЕКУЛЯРНІ ОСНОВИ БІОЕНЕРГЕТИКИ

8.1. БІОЕНЕРГЕТИЧНІ ПРОЦЕСИ: БІОЛОГІЧНЕ ОКИСНЕННЯ, ОКИСНЕ ФОСФОРИЛУВАННЯ, СИНТЕЗ АТФ

Відомо, що процеси утворення клітин, скорочення м’язів, пересування, передачі нервового імпульсу, осмосу, всмоктування поживних речовин, синтез органічних сполук тощо потребують витрати енергії. Клітини отримують необхідну енергію в процесі окиснення органічних сполук. Ще в серединіXVIII ст. Ломоносов і Лавуазьє висловлювали припущення, що між процесами горіння органічних сполук і процесами їхнього окиснення в організмі багато спільного. Надалі виявилося, що між горінням і окисненням органічних сполук в організмі існують істотні розбіжності:

1.Процеси горіння органічних сполук перебігають при температурі 100 °С і вище, а для окиснення їх у клітині оптимальна температура

—35–39 °С. Біологічне окиснення — це, по суті, горіння без вогню, або низькотемпературне горіння.

2.Процеси горіння перебігають у повітряному середовищі, у присутності достатньої кількості кисню, а окиснення — як правило, у водному середовищі. На відміну від горіння, біологічне окиснення може відбуватися не тільки в аеробних, але й в анаеробних умовах, тобто без участі кисню.

3.Горіння органічних сполук супроводжується виділенням великої кількості енергії у вигляді тепла і світла. При окисненні органічних сполук енергія перетворюється не тільки на тепло, але й на інші види біологічної енергії — м’язове скорочення, нервову провідність, акумулюється в АТФ і т. ін.

4.Біологічне окиснення органічних сполук може відбуватися кількома шляхами:

а) відщепленням від субстратів атомів Гідрогену, тобто шляхом дегідрування субстратів;

б) відщепленням від субстратів електронів; в) приєднанням до органічних сполук Окси-

гену, якщо при цьому відбувається перенос електронів із речовини, що окиснюється, на молекулу кисню (наприклад, мікросомальне окиснення).

Приєднання кисню до гемоглобіну не можна вважати окисненням, оскільки Ферум гемоглобіну не змінює при цьому валентності.

Більшість реакцій біологічного окиснення перебігає шляхом дегідрування, тобто відщеплення атомів Гідрогену. Якщо акцептором Гідрогену є кисень, то процес називається аеробним окисненням. Якщо ж акцептором Гідрогену є якась інша речовина, то процес окиснення називається анаеробним окисненням. Наприклад, при окисненні ацетил-КоА у ЦТК атоми Гідрогену відщеплюються від субстратів ЦТК і переносяться по ланцюгу дихальних ферментів на кисень з утворенням Н2О. Прикладом анаеробного окиснення може бути окиснення гліцераль- дегід-3-фосфату в 1,3-бісфосфогліцерат. При цьому атоми Гідрогену від гліцеральдегід-3-фосфату приєднуються до НАД+ (кофермент гліцеральдегідфосфатдегідрогеназа), перетворюючи його на НАДН+Н+, потім 2Н+ у анаеробних умовах переносяться на піруват, який перетворюється на лактат.

O					O	HO O
C H	+ НАД+ + H PO				C O	P OH
HC OH OH	3		4		HC OH OH
		- НАДH + H+
CH2 O P O					CH2	O P=O
OH						OH

Гліцеральдегід-3-фосфат 1,3-Бісфосфогліцерат

	CH3				+ НАДH + H+				CH3
C			O							CHOH
						- НАД+
COOH								COOH
Піруват								Лактат

Окиснення гліцеральдегід-3-фосфату й відновлення НАД+ до НАДН+Н+, окиснення НАДН+ +Н+ і відновлення пірувату до лактату становлять гліколітичну оксидоредукцію.

Важливим етапом аеробного окиснення є тканинне дихання — багатоступінчастий ферментативний процес переносу протонів і електронів по ланцюгу дихальних ферментів до кисню.

Біохімічні механізми тканинного дихання

Як відомо, для аеробного окиснення необхідний кисень. Однак атмосферний молекулярний кисень при звичайних умовах має інертні властивості і є поганим окисником органічних сполук. Виникли труднощі в поясненні участі інерт-

104

ного кисню в біологічному окисненні. У 1897 р. О. М. Бах сформулював теорію, що пояснює механізм активації кисню (перекисна теорія О. М. Баха). Він вважав, що для активації кисню необхідно розірвати одну з валентностей у його молекулі. Це здійснюється ненасиченими, легко окиснюваними органічними сполуками, які він назвав оксигеназами. У результаті сполучення оксигеназ із киснем утворюються органічні перекиси, вони з’єднуються з ферментом пероксидазою, яка утворює комплекс з атомарним Оксигеном.

O	+ R →	R O	+ 2P → 2P–O + R → P–O + Субстрат→ Субстрат–О
О		O

ОксиОрганічні Перокгенази перекиси сидаза

Недоліки теорії полягали в тому, що ці досліди проводилися на рослинах. Піддавалися окисненню феноли, яких багато в рослинах, але у тканинах тварин це не головний субстрат окиснення.

У1907–1912 рр. була розроблена й експериментально підтверджена теорія В. І. Палладіна, що пояснювала механізм тканинного дихання. Ця теорія дістала назву теорія дегідрування субстратів. В. І. Палладін припустив, що окиснення субстратів здебільшого відбувається шляхом дегідрування, тобто відщепленням Гідрогену, а кисень є тільки акцептором Гідрогену.

Уклітинах рослин В. І. Палладін виявив особливі пігменти хромогени, які можуть перебувати у двох формах: а) відновлена (наприклад гідрохінон) — безбарвна; б) окиснена (наприклад хінон) — кольорова.

Процес окиснення, за теорією Палладіна, розпочинається з дегідрування субстрату, який передає атоми Гідрогену на хромогени (наприклад на хінон), хінон відновлюється і перетворюється на інший хромоген — гідрохінон, а субстрат окиснюється.

O	OH	OH		O
H	+ Sub		+ 1/2O2
Sub +				+ H2O
H
O	OH	OH		O

Хінон Гідрохінон Гідрохінон Хінон

Гідрохінон — нестійка сполука, за участю оксидази його Гідроген з’єднується з киснем з утворенням Н2О. Гідрохінон при цьому перетворюється на хінон і т. ін. Палладін також довів, що процес окиснення шляхом відщеплення атомів Гідрогену може відбуватися і без кисню, тобто в анаеробних умовах, якщо є інший (не кисень) акцептор Гідрогену. Як акцептор Гідрогену вчений використовував метиленову синь.

Сучасна теорія механізму тканинного дихання

Сучасна теорія механізму тканинного дихання сформувалася на основі досліджень Баха, Палладіна, Віланда, Варбурга, Скулачова, Се-

веріна, Ленінджера та ін. Процес складається з кількох етапів.

І етап — дія нікотинамідних ферментів

Перший етап тканинного дихання — дія нікотинамідних ферментів. Процес біологічного окиснення починається з дегідрування субстратів (наприклад, ізоцитрат, малат, β -гідроксіацил- КоА, глутамат та ін.).

Процес дегідрування каталізується ферментами дегідрогеназами. Якщо вони забирають атоми Гідрогену від субстратів і передають їх якомусь проміжному акцептору (наприклад, на ФФ

— флавінові ферменти), тоді вони називаються анаеробними дегідрогеназами. Коферментом цих дегідрогеназ є НАД+ або НАДФ+, що мають у своїй структурі амід нікотинової кислоти. Тому всі ферменти, які містять як кофермент НАД+ або НАДФ+, називаються нікотинамідними ферментами (це понад 150 ферментів).

Отже, схематично перший етап тканинного дихання за участю дегідрогеназ можна представити так:

		2Н+ 2e
Cуб.Н	2	+ НАД(Ф)+				Cуб. + НАД(Ф)Н+ Н+

Урезультаті цієї реакції окиснюється субстрат

івідновлюється НАД(Ф)+. Протони та електрони, що надходять від субстратів, приєднуються до аміду нікотинової кислоти НАД(Ф)+.

H						H	H
C O									O
						C
		C NH2	+ 2H						C NH2 + H+
N+			- 2H
						N
R						R
НАД(Ф)+					НАД(Ф)Н + Н+

Було встановлено, що один протон і один електрон стають у пара-положення відносно Нітрогену піридинового кільця. Другий електрон нейтралізує протилежний за знаком заряд Нітрогену в нікотинамідному кільці, а один протон залишається в розчині. Вважають, що він підкислює середовище.

ІІ етап — дія флавінових ферментів

Флавінові ферменти можуть приймати Гідроген від нікотинамідних ферментів, тобто від відновлених форм НАД+ або безпосередньо від субстратів (наприклад, сукцинату, ацил-КоА, ксантину та ін.). Здебільшого флавінові ферменти одержують Гідроген від нікотинамідних ферментів, тобто відновлених НАД+. Сукцинатдегідрогеназа, ацил-КоА-дегідрогеназа, оксидаза L-амінокислот тощо приймають атоми Гідрогену безпосередньо від відповідних субстратів, тому належать до дегідрогеназ першого порядку.

Флавінові ферменти можуть передавати свої електрони на цитохроми (тоді вони називаються анаеробними дегідрогеназами) або, минаючи цитохроми, безпосередньо на кисень (аеробні дегідрогенази).

105

Флавінові ферменти належать до групи складних ферментів, коферментом у яких є ФАД або ФМН. До складу цих ферментів входить рибофлавін (В2), через що вони дістали назву флавінових ферментів (флавопротеїнів), яких відомо близько 30.

Схематично другий етап тканинного дихання можна зобразити так:

(НАДН + Н+)

+ ФФ

(НАД +) + ФФН2

Відновлена

Окиснена

Окиснена

Відновлена

форма

форма

форма

форма

R

R

H C

N N C

O + 2H

H C

N NHC

O

3

3

H3C

H3C

N

C

NH - 2H

NH C

NH

O

O

Окиснена форма ФФ

Відновлена форма ФФ

(жовта)

(безбарвна)

У результаті цієї реакції утворюється відновлена форма ФФ-ФФН2. Безпосереднім акцептором Гідрогену від відновлених форм НАД у флавінових ферментів є метильований ізоалоксазин, тобто складова частина вітаміну В2.

III етап — дія убіхінону (коензиму Q)

Схематично цей етап можна зобразити так:

2Н++ 2e
ФФН2 + КоQ	КоQН2 + ФФ

У результаті взаємодії відновленої форми флавінових ферментів з окисненим убіхіноном (коензим Q → КоQ) утворюється відновлена форма убіхінону й окиснена форма флавінових ферментів. Атоми Гідрогену приєднуються до убіхінону по місцю розриву подвійних зв’язків до Оксигену:

O

OH

R

R1

+ 2H

R

R1

R

R2

R

R2

- 2H

OH

O

Окиснена форма

Відновлена форма

убіхінону

убіхінону

IV етап — дія системи цитохромів

Цитохроми також належать до групи складних ферментів, небілковою частиною яких є ферумпорфіринові комплекси.

Ферум в цитохромах має властивість змінювати ступінь окиснення, що пов’язано з приєднанням електронів до Феруму або віддачею їх:

Fe3+		+e		Fe2+
		– e

Fe3+ містить окиснена форма цитохрому, а Fe2+ — відновлена.

Усього відомо близько 20 цитохромів. Їх переважно позначають літерами латинського алфа-

віту b, c1, c, а, a3. Оскільки відбувається транспорт 2 атомів Гідрогену (два протони і два електрони), то у передачі 2 електронів беруть участь по 2 цитохроми.

Отже, убіхінон, окиснюючись, передає свої електрони на 2 цитохроми в, а протони тимчасово залишаються в розчині.

2Н++ 2e
КоQН2 + 2 цит. в Fe3+	КоQ + 2 цит. в Fe2+

Залізо цитохрому в, приєднавши електрон, перетворюється з окисненої форми на відновлену. Цитохром в передає електрони послідовно на цитохроми с1, с, а і а3.

2 цит. в Fe2+ + 2 цит. с1 Fe3+ →					2 цит. в Fe3+ + 2 цит. с1 Fe2+
2	цит. с1 Fe2+ + 2 цит. с Fe3+ →				2 цит. с1 Fe3+ + 2 цит. с Fe2+
2	цит. с Fe2+ + 2 цит. а Fe3+ →				2 цит. с Fe3+	+ 2	цит. а Fe2+
2	цит. а Fe2+ + 2 цит. а3 Fe3+ →				2цит. аFe3+	+ 2	цит. а3 Fe2+
		- 2e
2	цит. а3 Fe++ + 1/2O2 → 2 цит. а3 Fe+++ + O2-

Цитохромоксидаза називається ще дихальним ферментом Варбурга (або цитохромом а3). При блокуванні цього ферменту (наприклад, цианідами, що зв’язують Fe3+) електрони з цитохромів не будуть переноситися на кисень.

Утворення води відбувається в матриксі мітохондрій з високоактивного кисню:

O2– + 2Н+ → H2O

Всю систему тканинного дихання можна представити у вигляді загальної схеми ферментних комплексів:

І — НАДН-КоQН2-редуктаза (інгібіторами є ротенон, барбітурати);

ІІ— сукцинат-КоQН2-редуктаза (інгібітором

єкарбоксин);

ІІІ — КоQН2-цитохром с-редуктаза (інгібітором є антиміцин А);

ІV — цитохром а-цитохромоксидаза (інгібіторами є оксид карбону, ціаніди).

Поряд із наведеним найбільш поширеним шляхом окиснення субстратів є також довші й коротші шляхи. Приклад довшого шляху — окиснення пірувату і α -кетоглутарату. При окисному декарбоксилюванні цих кислот атоми Гідрогену передаються спочатку на ліпоєву кислоту, а потім — на нікотинамідні ферменти, надалі окиснення нікотинамідних ферментів здійснюється по основному шляху.

Коротшим шляхом окиснюється кислота, атоми Гідрогену якої передаються не на нікотинамідні ферменти, а відразу на флавінові, а потім на убіхінон і цитохроми. Цей шлях окиснення має важливе значення при адаптації організму до несприятливих умов, зокрема до холоду. При короткому шляху окиснення сукцинат окиснюється швидше, тому й швидше вивільняється енергія, необхідна організму. Крім цього, при такому

106

шляху окиснення не утворюється надлишок АТФ, який міг би гальмувати окиснення й ослабляти теплотворення в умовах холоду.

Приклад ще більш короткого шляху окиснення субстратів — окиснення ксантину, гіпоксантину, амінокислот за участю оксидази α -аміно- кислот й інших субстратів. Атоми Гідрогену від цих субстратів передаються на флавінові ферменти (ФФ), а з них — на молекулярний кисень, минаючи цитохроми:

ФФH2 + O2 → ФФ + Н2О2

Оскільки кисень у цьому випадку не активується електронами, то кінцевим продуктом окиснення буде не Н2О, а Н2О2.

Послідовність розташування й дії тих або інших ферментів у процесі тканинного дихання визначається:

1)швидкістю окиснення й відновлення окремих компонентів ланцюга дихальних ферментів;

2)величиною редокс-потенціалу кожного компонента ланцюга дихальних ферментів.

Перенос Гідрогену й електронів завжди йде від каталізатора з меншою величиною редокспотенціалу до каталізатора з більшою величиною редокс-потенціалу, тобто від більш негативного до більш позитивного. Наприклад, редокспотенціал багатьох субстратів становить –0,6 В;

НАДН/НАД+ — –0,32 В, ФФ — 0,06–0,1 В; цито-

хрому а3 — +0,5 В. Процеси тканинного дихання, як видно з наведених даних, перебігають східчасто (поступово), що має досить важливе біологічне значення. Атоми Гідрогену, що відщеплюються від субстратів, мають надлишкову енергію, яку можуть віддати. Цей процес може відбуватись одномоментно, швидко — це спостерігається при горінні органічної сполуки. У результаті поступового окиснення органічних сполук, тобто поступового переносу протонів і електронів по ланцюгу дихальних ферментів, енергія виділяється і використовується поступово.

8.2. ХЕМІОСМОТИЧНА ТЕОРІЯ ОКИСНОГО ФОСФОРИЛУВАННЯ. ІНГІБІТОРИ І РОЗ’ЄДНУВАЧІ ОКИСНОГО ФОСФОРИЛУВАННЯ

Процеси тканинного дихання й окисного фосфорилувания перебігають у мітохондріях (в одній клітині печінки їх налічується більше 1000). Мітохондрія обмежена двома мембранами — зовнішньою й внутрішньою. Зовнішня мембрана гладка, складається приблизно на 50 % із білків і на 50 % — із ліпідів. Через неї проходять усі речовини, що мають молекулярну масу до 10 000 Да. Зовнішня мембрана виконує захисну функцію щодо внутрішньої.

Внутрішня мембрана мітохондрій складається приблизно на 75 % із білків і на 25 % — із ліпідів; 30–40 % усіх білків внутрішньої мембрани — це білки ферментів дихального ланцюга. Вона утворює численні випини (кристи). На по-

верхні крист, зверненій до матриксу, наявні утворення, названі елементарними тільцями (або грибоподібними виростами). У мембрани крист вмонтовані комплекси ферментів, що каталізують перенос протонів і електронів й окисне фосфорилування. Вона непроникна для великих молекул і всіх іонів, пропускає СО2 і NH3. Внутрішній простір мітохондрій заповнений так званим матриксом — драглеподібною напіврідкою масою, що складається на 50 % із білка. У матриксі знаходяться ферменти циклу трикарбонових кислот (ЦТК) — крім сукцинатдегідрогенази (СДГ), окиснення ВЖК й ін.

Окисне фосфорилування

Окисне фосфорилування — це процес синтезу АТФ із АДФ і неорганічного фосфату при переміщенні протонів і електронів по ланцюгу дихальних ферментів до кисню. Відомо, що при окисненні 1 мол. НАДН+Н+ у ланцюзі дихальних ферментів виділяється 220,1 кДж/моль енергії. Із цієї кількості частина енергії акумулюється в 3 мол. АТФ (це 3 · 30,5=91,5 кДж, тобто 41 %). На підставі експериментальних даних виділено 3 пункти в ланцюзі дихальних ферментів, де може синтезуватися АТФ при переміщенні протонів і електронів. Ці пункти називаються пунктами спряження окиснення й фосфорилування. Перша молекула АТФ синтезується при переносі електронів і протонів від відновлених нікотинамідних ферментів на флавінові ферменти.

І		ІІ	ІІІ
АДФ + РН АТФ		АДФ + РН АТФ	АДФ + РН АТФ
Суб.–Н2 → НФ →	ФФ →	УХ → 2 цит. в →	2 цит. с1 → 2 цит. с →
→	2 цит. а → 2 цит. а3 →		1/2О2

Друга молекула АТФ синтезується при переносі електронів від відновленого цитохрому b на цитохром с1. Третя молекула АТФ синтезується при переносі електронів від відновленого цитохрому с на цитохромоксидазу. Оцінити кількісно ступінь спряження окиснення й фосфорилування можна за допомогою коефіцієнта Р:О, який показує, скільки молекул фосфорної кислоти використовується для синтезу АТФ на кожний зв’я- заний з Гідрогеном атом Оксигену. Для більшості субстратів співідношення Р:О=3, тобто на кожний атом іонізованого Оксигену витрачається 3 молекули фосфорної кислоти для синтезу 3 мол. АТФ; для сукцинату Р:О=2. Отже, сумарне рівняння для переносу електронів від НАДН+Н+ до кисню й сполучене з ним окисне фосфорилування має вигляд: Р:О≈ 2,7.

Який же механізм окисного фосфорилування, тобто синтезу АТФ із АДФ і неорганічного фосфату за рахунок енергії електронів, що рухаються по ланцюгу дихальних ферментів? Існує кілька теорій, що пояснюють механізм окисного фосфорилування.

107

Хеміосмотична теорія П. Мітчела

переносяться два іони Гідрогену з матриксу на

Процеси дихання і фосфорилування перебіга-

зовнішню поверхню мембрани мітохондрій.

ють у внутрішній мембрані мітохондрій. Спря-

Переміщення електронів по ланцюгу дихаль-

них ферментів і протонів із внутрішньої поверхні

женість дихання і окисного фосфорилування зу-

мембрани мітохондрій на зовнішню приводить до

мовлена системою трансмембранного переміщен-

нагромадження протонів на зовнішній поверхні

ня електронів і протонів (іонів Гідрогену). Саме

мембрани й зменшення їхньої концентрації у мат-

нерозривний взаємозв’язок переміщення елект-

риксі. Мітохондріальна мембрана непроникна

ронів по ланцюгу дихальних ферментів і протонів

для іонів Н+ і ОН-. Це обумовлює виникнення по-

через мембрану мітохондрій на кисень являє со-

зитивного заряду на зовнішній поверхні мембра-

бою центральну ланку дихання і сполученого з

ни й негативного — на її внутрішній поверхні.

ним фосфорилування. У цьому процесі провідну

Так виникає електрохімічний потенціал, що

роль відіграє енергія збуджених електронів, зав-

складається з двох компонентів: різниці в концен-

дяки якій відбувається переміщення (перекачу-

трації іонів Гідрогену (тобто хімічного потенціа-

вання) іонів Гідрогену з матриксу на зовнішню

лу) й різниці електричного заряду (тобто елект-

поверхню внутрішньої мембрани мітохондрій.

ричного потенціалу).

Як показано на рис. 8.1, на внутрішній по-

верхні мембрани мітохондрій атоми Гідрогену від-

Енергія електрохімічного потенціалу і викори-

стовується для біосинтезу АТФ. При цьому про-

щеплюються від НАДН+Н+ і переносяться за до-

помогою ФМН і SH-груп на зовнішню поверх-

тони проходять через протонний канал (Fo —

ню мембрани мітохондрій, де відбувається поділ

фактор о) мембрани мітохондрій до білкового ком-

атома Гідрогену: протон виділяється в зовнішній

плексу F1

(фактор 1), що приводить до зменшен-

розчин, а електрони за допомогою FeS-білка за-

ня величини електрохімічного потенціалу й

ліза переносяться на КоQ, тобто убіхінон, до

трансформації його енергії для утворення АТФ із

внутрішньої поверхні мембрани. Каталізує цей

АДФ і ФН (Н3РО4).

процес фермент НАДН-дегідрогеназа, що містить

F1

— грибоподібний випин на кристах міто-

як простетичну групу ФМН, а також має у своїй

хондрій. Білковий комплекс Fо і F1

називається

структурі SH-групу й FeS-білок.

протонною системою АТФ-синтетази, або про-

При приєднанні електронів до КоQ він отри-

тонною АТФазою, або Н+АТФазою.

мує негативний заряд і захоплює протон із мат-

Н+АТФаза складається з двох головних ком-

риксу мітохондрій, перетворюючись на відновле-

понентів:

Fо і F

1

(від англ.

factor).

F нагадує

ну форму КоQН2. Остання дифундує крізь мемб-

1

формою круглу дверну ручку, звернену у бік мат-

рану до зовнішньої поверхні, де розташований

риксу мітохондрій, або шапку гриба (тому ці ут-

цитохром b; КоQН2 окиснюється біля зовнішньої

ворення називають ще грибоподібними вироста-

сторони мембрани, віддаючи електрони цитохро-

ми). «Шапка» за допомогою ніжки прикріп-

му b, а протони — на зовнішню поверхню внут-

люється до компонента Fo, що вбудований у

рішньої мембрани мітохондрій.

внутрішню мембрану й пронизує її наскрізь (ця

Причому при переносі електронів від цитохро-

частина молекули АТФ-синтетази зв’язує оліго-

му c1 на c з матриксу мітохондрій протони знову

міцин — потужний інгібітор цього ферменту). Fо-

переміщуються на зовнішню поверхню мембрани

F1-АТФаза в ізольованому вигляді каталізує

мітохондрій за допомогою КоQ. Отже, при окис-

розщеплення АТФ на АДФ і Н3РО4. Однак у

ненні НАДН+Н+ пара електронів перетинає

мітохондріях головна її біологічна функція поля-

внутрішню мембрану мітохондрій тричі, щоразу

гає не в розщепленні, а в синтезі АТФ із АДФ і

КОМПЛЕКС I

КОМПЛЕКС III

2H+

КОМПЛЕКС IV

2H+

цит. с

цит. с

Міжмембранний

2H+

2H+

простір

цит. a

FeS

цит. с1

F0

F0

цит.

вk

Міжмітохондрі

-

FMN

Q

цит. a3

альна мембрана

Cytb

FeS

FeS

цит. вт

2e

Maтрикс

2e

F1

F1

2H+

2H+

2H

+

НАДH + H+

1/2O2 + 2H+

H2O

AДФ + Pi

ATФ + H2O

НАД+ Рис. 8.1. Діаграма мітохондріального ланцюга дихання (перенос електронів і протонні насоси)

108