CHUOI VAN CHUYEN DIEN TU

CHUỖI VẬN CHUYỂN ĐIỆN TỬ TRONG TI THỂ GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : TS VÕ VĂN TOÀN HỌC VIÊN THỰC VIÊN : LÊ THỊ NHUNG LỚP CAO HỌC SHTN K12 Các tế bào của hầu như tất cả các sinh vật nhân chuẩn có chứa bào quan nội bào gọi là ty thể, trong đó sản xuất ATP.Như vậy, ty thể được xem là trạm năng lượng của tế bào. Nguồn năng lượng từ glucose là bước đầu chuyển hóa trong tế bào chất(giai đoạn đường phân). Các sản phẩm sẽ được đưa vào ty thể. Ti thể tiếp tục quá trình dị hóa bằng cách sử dụng con đường trao đổi chất bao gồm cả chu trình Krebs, quá trình oxy hóa axit béo, và quá trình oxy hóa các axit amin. Kết quả cuối cùng của con đường này là việc sản xuất hai loại năng lượng giàu điện tử là NADH và Succinate. Điện tử từ các nhà tài trợ này được chuyển qua một chuỗi vận chuyển điện tử để đến ôxy, tạo nước. Đây là một bước quá trình Oxi hóa khử xảy ra trên màng trong ti thể Các enzyme xúc tác các phản ứng xảy ra trên, đồng thời tạo ra một gradient proton qua màng tế bào, tạo ra một nhiệt động lực học .Các phân tử tải điện tử thường được gọi là chuỗi hô hấp gắn trên màng trong của ty thể tạo ra một gradient hóa điện, được dùng để tổng hợp ATP từ ADP và phosphat vô cơ. Quá trình này được gọi là sự phosphoryl hóa chuyển điện tử hay sự phosphoryl oxy hóa bao gồm cả sự hóa thẩm thấu (chemiosmotic) của sự dẫn truyền điện tử và sự tổng hợp ATP . Mặc dù sự vận chuyển điện tử xảy ra với hiệu quả tuyệt vời, một tỷ lệ phần trăm nhỏ của electron được sớm bị rò rỉ để đến oxy, dẫn đến sự hình thành của các gốc tự do superoxide độc hại. TẾ BÀO NHÂN SƠ TY THỂ Sự giống nhau giữa ti thể trong tế bào và vi khuẩn sống tự do là nổi bật. Đã biết cấu trúc, chức năng, và điểm giống nhau giữa ADN ty thể và vi khuẩn cung cấp bằng chứng mạnh mẽ rằng ty thể phát triển từ vi khuẩn hiếu khí sống cộng sinh trong tế bào (xem lý thuyết nội cộng sinh). NHỮNG QUÁ TRÌNH OXI HÓA KHỬ Ở TY THỂ Sự tiêu biểu của chuỗi vận chuyển điện tử.Năng lượng có được thông qua việc chuyển giao các điện tử (mũi tên màu đen) xuống ETC được sử dụng để bơm proton (mũi tên màu đỏ) từ nội chất ti thể vào trong khoảng không gian giữa hai lớp màng, tạo ra một gradient proton qua màng tế bào điện hóa bên trong ti thể (IMM) gọi là ΔΨ. -Điều này làm cho proton gradient điện hóa học cho phép ATP synthase (ATP-ASE) để sử dụng dòng chảy của H + nhờ enzym vào matrix để tạo ra ATP từ adenosine diphosphate (ADP) và phosphat vô cơ. - Phức tạp I (NADH coenzyme Q reductase; kí hiệu I) nhận các điện tử từ các hãng điện tử ở chu trình Krebs dinucleotide nicotinamide adenine (NADH), và vượt qua nó để đến coenzym Q (ubiquinone; dehydrogenase kí hiệu UQ), nó cũng là nơi nhận được điện tử từ phức II (Succinate; kí hiệu II). - UQ mang electron đến phức tạp III (cytochrome bc1; kí hiệu III), rồi đến cytochrome c (cyt c). Cyt c mang electron đi đến phức IV (cytochrome c oxidase ; kí hiệu IV), các điện tử và các ion hydro đến oxy phân tử để tạo nước. => Kết quả vận chuyển hidro và điện tử bằng chuỗi hô hấp là tạo thành nước.Trong tế bào chuỗi hô hấp khu trú ở ty thể. [...]... một gradient proton Trong ngộ độc cyanide, là ức chế enzym này *Sự kết hợp với quá trình phosphoryl oxy hóa -Theo nhận định của người đoạt giải Nobel Hóa học đoạt giải Peter D Mitchell, giải thích rằng việc vận chuyển điện tử và chuỗi phosphoryl oxy hóa bằng một gradient proton qua màng bên trong tế bào ti thể Sự xông lên của các proton tạo ra cả một gradient pH và một gradient điện hóa -Gradient... sự chênh lệch về nồng độ proton (proton gradient) Cơ chế hai bước nêu trên đóng một vai trò quan trọng vì nó làm tăng hiệu quả vận chuyển proton Nếu không theo chu trình Q như trên , mỗi phân tử QH2 được dùng để khử trực tiếp hai phân tử cytochrome c thì hiệu quả chỉ bằng một nửa, chỉ một proton được vận chuyển cho mỗi lần khử cytochrome c =>Như vậy,một gradient proton được tạo thành bởi vì nó phải... QH2) và vượt qua chúng để một chất nhận điện tử cuối (O2) thông qua một chuỗi các phản ứng oxi hóa khử Những phản ứng này cùng với việc tạo ra một gradient proton qua màng tế bên trong ti thể Có ba máy bơm proton: I, III, IV Các kết quả transmembrane gradient proton được sử dụng để tạo ATP thông qua ATP synthase -Các phản ứng được xúc tác bởi phức hợp I và phức III tồn tại ở trạng thái cân bằng Điều... phản ứng dễ dàng chuyển đổi cho nhau, đơn giản bằng cách tăng nồng độ của các sản phẩm liên quan đến nồng độ của các tác chất (ví dụ, bằng cách tăng gradient proton) ATP synthase cũng dễ dàng đảo ngược Như vậy ATP có thể được dùng để tạo ra một gradient proton, do đó có thể được sử dụng để tạo ra NADH Quá trình vận chuyển điện tử ngược lại thì rất quan trọng trong dây chuyền vận tải nhiều loài procaryote... bốn protein đặc trưng: SDHA, SDHB, SDHC, và SDHD Các chất nhận điện tử khác (ví dụ, các axit béo và glycerol 3-phosphate) cũng đưa điện tử vào Q (thông qua FAD), một lần nữa mà không sản tạo ra một gradient proton =>Như vậy, FAD là chất nhận điện tử đầu tiên FAD bị khử thành dạng FADH2 trong quá trình oxy hoá succinat thành fumarat FADH2 sau đó bị oxy hoá trở lại thành để vận chuyển điện tử qua chuỗi... tâm Fe-S OXi hóa để đến coenzym Q Coenzyme Q nhận 2 e- và 2 H+ thành QH2 +Trong quá trình này, bốn proton H+ được bơm từ nội chất qua màng tế bào ti thể đến khoảng không gian màng Điều này tạo ra một gradient proton giữa nội chất và khoảng không gian giữa 2 lớp màng rằng sau này sẽ được sử dụng để tạo ATP thông qua phosphoryl oxy hoá COMPLEX II INTERMEMBRANE SPACE 2 one etransfers Fe-S 2 one etransfers... để tạo thành một quinol (2H 2 e-) tại vị trí Qi (trong tổng số 6 proton: 2 proton giảm quinone để quinol và 4 proton được tạo ra từ 2 ubiquinol) Tại phức hợp bc1 KHÔNG 'bơm' proton, nó giúp xây dựng gradient proton bởi một sự hấp thụ không đối xứng / phát hành của proton Khi chuyển điện tử giảm (do một tiềm năng màng tế cao, đột biến điểm hoặc ức chế hô hấp như: Một antimycin), phức III có thể bị rò . tạo ra một gradient proton qua màng tế bào, tạo ra một nhiệt động lực học .Các phân tử tải điện tử thường được gọi là chuỗi hô hấp gắn trên màng trong của ty thể tạo ra một gradient hóa điện,. không gian giữa hai lớp màng, tạo ra một gradient proton qua màng tế bào điện hóa bên trong ti thể (IMM) gọi là ΔΨ. -Điều này làm cho proton gradient điện hóa học cho phép ATP synthase (ATP-ASE). sự dẫn truyền điện tử và sự tổng hợp ATP . Mặc dù sự vận chuyển điện tử xảy ra với hiệu quả tuyệt vời, một tỷ lệ phần trăm nhỏ của electron được sớm bị rò rỉ để đến oxy, dẫn đến sự hình thành