Окислительное фосфорилирование
Окисли́тельное фосфорили́рование —
При окислительном фосфорилировании происходит перенос
Энергия, выделяющаяся при движении электронов по ЭТЦ, используется для перекачки
Хотя окислительное фосфорилирование обеспечивает энергией клетки и поддерживает жизнь клеток, в ходе этого процесса также образуются
Окислительное фосфорилирование следует отличать от субстратного фосфорилирования, при котором АТФ синтезируется не за счёт энергии переноса электронов и протонов по цепи переносчиков, а при фосфорилировании АДФ до АТФ при отрыве фосфата от соединений с высоким потенциалом переноса фосфата[1].
Общий обзор
Механизм окислительного фосфорилирования основан на использовании
Запасённая при переносе протонов энергия используется для работы АТФ-синтазы. Протоны перемещаются по электрохимическому градиенту обратно на N-сторону мембраны[4], запуская вращение некоторых частей молекулы фермента. Благодаря вращению молекулярной машины фермента молекулы АДФ и неорганического фосфата подводятся друг к другу в оптимальной конфигурации, преодолевается энергетический барьер химической реакции синтеза АТФ и тем самым осуществляется требующее затрат энергии фосфорилирование АДФ[5].
Работа ЭТЦ и АТФ-синтазы тесно связаны друг с другом. При блокировании переноса электронов по ЭТЦ образование АТФ приостанавливается («батарейка» разряжается). Верно и обратное: подавление АТФ-синтазы блокирует работу ЭТЦ и переход электронов по её белкам. Это объясняется тем, что АТФ-синтаза, синтезируя АТФ, возвращает в матрикс протоны, накачанные в межмембранное пространство белками ЭТЦ за счёт особого канала в ферменте. Если же его заблокировать, то белки ЭТЦ будут накачивать протоны в межмембранное пространство до тех пор, пока электрохимический градиент не станет настолько большим, что остановит дальнейший перенос протонов. «Электрическая цепь» размыкается, движение электронов прекращается, и реакции в системе останавливаются[6].
Две составляющих электрохимического потенциала —
По сравнению с
В отличие от нормальных дифференцированных клеток, у которых основным источником энергии служит окислительное фосфорилирование, злокачественные клетки преимущественно полагаются на
Молекулы-переносчики электронов и протонов
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1a/Ubiquinone%E2%80%93ubiquinol_conversion.svg/250px-Ubiquinone%E2%80%93ubiquinol_conversion.svg.png)
В электрон-транспортной цепи происходит движение электронов, перемещающихся от донора к акцептору, параллельно с этим через мембрану переносятся и протоны. В этих процессах участвуют и растворимые, и связанные с белками транспортные молекулы. В митохондриях перенос электронов в межмембранном пространстве осуществляется водорастворимым белком-переносчиком цитохромом c[11]. Этот белок переносит исключительно электроны за счёт окисления и восстановления атома железа, который располагается в гемовой группе белка. Цитохром c также обнаружен у некоторых бактерий, у которых он располагается в периплазматическом пространстве[12].
Во внутренней митохондриальной мембране функционирует
Перенос электронов между белками осуществляется посредством флавиновых кофакторов[4][16], железо-серных кластеров и цитохромов. Существует несколько типов железо-серных кластеров. В простейшем случае железо-серный кластер состоит из двух атомов железа, соединённых посредством двух атомов неорганической серы; кластеры такого рода обозначаются как [2Fe-2S]. Кластеры второго рода, обозначаемые как [4Fe-4S], содержат организованные в куб четыре атома железа и четыре атома серы; каждый атом железа в таких кластерах координируется дополнительной аминокислотой — обычно цистеином за счёт его атома серы. Ионы металла участвуют в окислительно-восстановительных реакциях без присоединения или отдачи протонов, поэтому в ЭТЦ они могут быть задействованы только в передаче электронов от белка к белку. Электроны преодолевают довольно большое расстояние между белками, «перепрыгивая» под энергетическим барьером с одного из вышеуказанных кофакторов на другой[17]. Такие «прыжки» электронов становятся возможными благодаря квантовому туннельному эффекту, который действует на расстояниях примерно до 1,4 × 10−9 м[18].
Эукариотические ЭТЦ
Многие
У эукариот ферменты этой электрон-транспортной системы используют энергию, выделяющуюся при окислении НАДН, для «накачивания» протонов через внутреннюю митохондриальную мембрану в межмембранное пространство. Накопление протонов в межмембранном пространстве создаёт
Ниже охарактеризованы наиболее типичные дыхательные ферменты и субстраты эукариот. Стандартный электродный потенциал показывает, сколько энергии выделяется при окислении или восстановлении данного вещества, причём восстановители имеют отрицательный потенциал, а окислители — положительный.
Дыхательный фермент | Окислительно-восстановительная пара | Стандартный электродный потенциал
(вольт) |
---|---|---|
НАДН-дегидрогеназа | НАД+ / НАДН
|
−0,32[21] |
Сукцинатдегидрогеназа | ФМН или ФАД / ФМНH2 или ФАДH2 | −0,20[21] |
Комплекс цитохром-bc1[англ.] | Кофермент Q10 окисленный / Кофермент Q10восстановленный
|
+0,06[21] |
Комплекс цитохром-bc1 | Цитохром b[англ.]окисленный / Цитохром bвосстановленный | +0,12[21] |
Комплекс IV
|
Цитохром cокисленный / Цитохром cвосстановленный | +0,22[21] |
Комплекс IV | Цитохром a[англ.]окисленный / Цитохром aвосстановленный | +0,29[21] |
Комплекс IV | O2 / HO− | +0,82[21] |
Условия: pH = 7[21] |
НАДН-убихинон-оксидоредуктаза (комплекс I)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c1/Complex_I_-_ru.svg/350px-Complex_I_-_ru.svg.png)
Этот комплекс катализирует окисление НАДН с передачей двух электронов на
- НАДН + Q + 5H+матрикс → НАД+ + QH2 + 4H+межмембранное пространство
Эта реакция, как и работа всей ЭТЦ, начинается с связывания с комплексом молекул НАД с отдачей двух электронов. Электроны поступают в комплекс через
Когда электроны проходят через этот комплекс, из матрикса в межмембранное пространство накачивается 4 протона. Конкретный механизм этого неясен, однако, по-видимому, при этом процессе происходят конформационные изменения комплекса I, благодаря которым белок связывает протоны своей частью, обращённой на внутреннюю сторону мембраны, и выпускает их в мембранное пространство[29]. В конце концов электроны проходят через цепочку железо-серных кластеров и попадают на молекулу убихинона, расположенную внутри внутренней мембраны[22]. Восстановление убихинона также приводит к образованию протонного градиента, и при образовании QH2 из матрикса в межмембранное пространство накачиваются ещё два протона[30].
Сукцинат-убихинон-оксидоредуктаза (комплекс II)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/08/Complex_II_-_ru.svg/250px-Complex_II_-_ru.svg.png)
- фумарат+ QH2.
У некоторых
ETF-оксидоредуктаза
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/35/F1.medium.gif/220px-F1.medium.gif)
- ETFвосстановленный + Q → ETFокисленный + QH2.
У млекопитающих этот фермент играет важную роль в β-окислении жирных кислот, катаболизме аминокислот и холина[38][39]. У растений ETF-Q-оксидоредуктаза важна для выживания во время длительного периода темноты[40].
Цитохром-bc1-комплекс (комплекс III)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/ed/Complex_III_reaction_-_ru.svg/420px-Complex_III_reaction_-_ru.svg.png)
Комплекс III катализирует реакцию окисления одной молекулы убихинона и восстановления двух молекул цитохрома c — гемсодержащего белка, свободно перемещающегося в митохондрии. В отличие от кофермента Q, который может переносить два электрона, цитохром c переносит только один электрон.
- QH2 + 2 цитохром сокисленный + 2H+матрикс → Q + 2 цитохром свосстановленный + 4H+межмембранное пространство
Механизм реакции комплекса III более сложен, чем у остальных комплексов, и протекает в два этапа, составляющих так называемый Q-цикл[англ.][45]. На первом этапе фермент связывает один восстановленный убихинон, один окисленный убихинон и один цитохром c, первый из которых — QH2 — окисляется, и один электрон переходит с него на цитохром c. Два протона, высвобождаемые QH2, уходят в межмембранное пространство. Третьим субстратом является убихинон, который связывает второй электрон с QH2 и превращается в Q- — семихинон-радикал. Первые два субстрата покидают фермент, однако промежуточный убисемихинон остаётся связанным с ним. На втором этапе цикла происходит связывание второй молекулы QH2, которая отдаёт один свой электрон ещё одной молекуле цитохрома c, а 2 протона уходят в межмембранное пространство. Второй электрон переходит на семихинон-радикал и восстанавливает его до QH2, при этом из митохондриального матрикса берутся два протона. Этот восстановленный QH2 покидает фермент[46].
Убихинон восстанавливается на внутренней стороны мембраны и окисляется на другой, при этом происходит перенос протонов через мембрану, что создаёт протонный градиент. Двухэтапный механизм реакции, осуществляемой комплексом III, очень важен, так как он увеличивает эффективность переноса протонов. Если бы вместо Q-цикла одна молекула QH2 непосредственно отдавала свои два электрона двум молекулам цитохрома c, то эффективность была бы вполовину меньше, потому что переносился бы только один протон вместо двух на одну восстановленную молекулу цитохрома с[4].
Цитохром с-оксидаза (комплекс IV)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/32/Complex_IV_-_ru.svg/220px-Complex_IV_-_ru.svg.png)
Комплекс IV осуществляет последнюю реакцию ЭТЦ и переносит электроны на кислород, а также накачивает 4 протона из матрикса в межмембранное пространство[49]. При этом конечный акцептор электронов — кислород — восстанавливается до воды. Накачивание протонов и потребление протонов матрикса для восстановления кислорода до воды создают протонный градиент. В общем, комплекс IV катализирует реакцию окисления цитохрома c и восстановления кислорода[50]:
- 4 Цитохром свосстановленный + О2 + 8H+ → 4 Цитохром сокисленный + 2Н2О + 4Н+.
Альтернативные редуктазы и оксидазы
Многие эукариотические организмы имеют ЭТЦ, отличные от описанной выше, которая характерна для млекопитающих. Например, у растений имеются альтернативные НАДH-редуктазы, которые окисляют НАДH в цитозоле, а не в митохондриях, и переносят эти электроны непосредственно на убихиноны[51]. Эти ферменты не перекачивают протоны, поэтому они восстанавливают убихинон без изменения электрохимического градиента митохондриальной мембраны[52]. У растений, а также некоторых грибов, протистов и, возможно, некоторых животных имеется альтернативная оксидаза, переносящая электроны непосредственно с убихинола на кислород[53][54][55].
Механизмы транспорта электронов, в которых задействованы эти альтернативные НАДН-редуктазы и оксидазы, имеют меньший выход АТФ по сравнению с полной ЭТЦ. Преимущества такого укорочения пути переноса электронов не в полной мере ясны. Однако известно, что альтернативная оксидаза образуется в ответ на стрессовые условия: холод, образование активных форм кислорода, инфекции и другие, которые подавляют работу полной ЭТЦ[56][57]. Поэтому альтернативные механизмы могут повышать устойчивость организма к неблагоприятным воздействиям, уменьшая окислительный стресс[58].
Организация комплексов
Согласно первоначальной модели ЭТЦ, дыхательные комплексы располагаются в митохондриальной мембране свободно и независимо друг от друга[59]. Тем не менее современные данные показывают, что дыхательные комплексы формируют суперкомплексы более высокого порядка — респирасомы[60]. Согласно этой модели, дыхательные комплексы организованы в набор взаимодействующих друг с другом ферментов[61]. Эти взаимодействия дают возможность для обмена субстратами между различными ферментными комплексами, что увеличивает скорость и эффективность переноса электронов[62]. В суперкомплексах млекопитающих некоторые компоненты присутствуют в большем числе, чем другие, и, согласно некоторым данным, отношение между количеством комплексов I/II/III/IV и АТФ-синтазы составляет примерно 1:1:3:7:4[63]. Однако споры относительно справедливости такой модели не утихают, и некоторые данные не согласуются с ней[23][64].
Прокариотические ЭТЦ
В отличие от схожих по строению и функциям эукариотических ЭТЦ, бактерии и
Главное различие между ЭТЦ эукариот и прокариот заключается в том, что бактерии и археи используют множество различных субстратов в качестве доноров и акцепторов электронов, что позволяет им выживать в самых разнообразных условиях[67]. Разнообразие дыхательных субстратов E. coli представлено в таблице ниже.
Дыхательный фермент | Окислительно-восстановительная пара | Стандартный электродный потенциал
(вольт) |
---|---|---|
Формиатдегидрогеназа[англ.] | Формиат
|
|
Гидрогеназа | Протон / Водород | |
НАДН-дегидрогеназа | НАД+ / НАДH | |
Глицерол-3-фосфатдегидрогеназа[англ.] | Дигидроксиацетонфосфат / Глицерол-3-фосфат[англ.] | |
Пируватоксидаза | Пируват
|
|
Лактатдегидрогеназа | Пируват / Лактат
|
|
Дегидрогеназа D-аминокислот[англ.] | 2-оксокислота[англ.] + аммиак / D-аминокислота | |
Глюкозодегидрогеназа[англ.] | Глюконат / Глюкоза
|
|
Сукцинатдегидрогеназа | Сукцинат
|
|
Убихинолоксидаза[англ.] | Кислород / Вода | |
Нитратредуктаза | Нитрит
|
|
Нитритредуктаза
|
Нитрит / Аммиак | |
Диметилсульфоксидредуктаза[англ.] | Диметилсульфоксид / Диметилсульфид | |
Триметиламин-N-оксидредуктаза[англ.] | Триметиламин-N-оксид / Триметиламин | |
Фумаратредуктаза | Фумарат / Сукцинат |
Как показано выше, E. coli может расти на таких восстановительных агентах (донорах электронов), как
Некоторые прокариоты используют только окислительно-восстановительные пары, в которых разница между стандартными электродными потенциалами невелика. В частности,
Прокариоты контролируют использование тех или иных доноров и акцепторов электронов, изменяя образование соответствующих ферментов в ответ на окружающие условия[73]. Такие гибкие изменения возможны благодаря тому, что различные оксидазы и редуктазы используют один и тот же фонд убихинона. Это даёт возможность ферментам работать совместно, будучи связанными общим промежуточным соединением — убихинолом[68].
Помимо этого метаболического разнообразия, прокариоты также имеют широкий спектр
АТФ-синтаза
АТФ-синтаза, также известная как комплекс V, является конечным ферментом окислительного фосфорилирования. Этот фермент имеется у всех форм жизни и функционирует одинаково и у прокариот, и у эукариот[75]. АТФ-синтаза использует энергию, заключённую в мембранном протонном градиенте, для синтеза АТФ из АДФ и неорганического фосфата (Pi). По разным оценкам, для синтеза одной молекулы АТФ необходима энергия от 3 до 4 протонов[76][77] , и, возможно, клетка может изменять это число в зависимости от условий[78].
- АДФ + Pi + 4H+межмембранное пространство ⇌ АТФ + 4H2O + 4H+матрикс
Эта реакция фосфорилирования находится в равновесии, которое может быть сдвинуто при изменении протонодвижущей силы. В отсутствие протонодвижущей силы реакция будет идти справа налево, АТФ будет гидролизоваться, а протоны — накачиваться из матрикса в межмембранное пространство. При большом значении протонодвижущей силы реакция, напротив, пойдёт слева направо, позволяя протонам двигаться по градиенту и синтезируя АТФ из АДФ и фосфата[75]. В самом деле, близкородственная АТФ-синтазе вакуолярная Н+-ATPаза[англ.] использует гидролиз АТФ для накачивания протонов, а значит, и закисления определённых клеточных компартментов[79].
АТФ-синтаза представляет собой крупный белковый комплекс грибовидной формы. У млекопитающих в его состав входят 16 субъединиц, и он имеет массу около 600 кДа[80]. Часть фермента, расположенная внутри мембраны, обозначается FO и состоит из организованных в кольцо субъединиц и протонного канала. «Стебелёк» и «головка», выдающиеся в матрикс, обозначаются F1, в них происходит синтез АТФ. Шаровидная «головка» на конце F1 состоит из шести белков двух различных типов (три α-субъединицы и три β-субъединицы)[81]. И α-, и β-субъединицы могут связывать нуклеотиды, но лишь β-субъединица может катализировать синтез АТФ. «Головку» и внутримембранную часть фермента соединяет длинная палочковидная γ-субъединица[82].
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/62/ATPsyn.gif/220px-ATPsyn.gif)
Когда протоны входят в мембрану через канал в АТФ-синтазе, FO начинает вращаться
Реакция синтеза АТФ включает циклические изменения в активных центрах α- и β-субъединиц, которые могут находиться в трёх циклически сменяющих друг друга положениях[86]. В «открытом» положении АДФ и фосфат входят в активный центр (коричневый сектор на диаграмме справа). Затем белок «закрывается» над молекулами и связывается с ними за счёт слабых взаимодействий («слабое» состояние, красный сектор на диаграмме). После этого фермент снова изменяет свою конформацию и сближает молекулы АДФ и фосфат друг с другом. В результате активный центр переходит в «плотное» состояние (розовый сектор) и связывает с большим сродством новообразованную молекулу АТФ. Наконец, активные центры возвращаются в исходное состояние, высвобождая АТФ и связывая новую порцию АДФ и фосфата[87].
У некоторых бактерий и архей синтез АТФ запускается перемещением ионов натрия через клеточную мембрану, а не движением протонов[88][89]. Некоторые археи, такие как Methanococcus[англ.], содержат A1Ao-синтазу — форму фермента, содержащую дополнительные белковые субъединицы, по последовательности аминокислот напоминающие некоторые субъединицы бактериальных и эукариотических АТФ-синтаз. Возможно, у некоторых видов A1Ao-форма фермента является специализированной натриевой АТФ-синтазой[90], однако это может не быть верным во всех случаях[89].
Активные формы кислорода
Молекулярный кислород является идеальным конечным акцептором электронов как сильный окисляющий агент. Восстановление кислорода, однако, включает образование потенциально опасных промежуточных соединений.
Цитохром c-оксидазный комплекс очень эффективен в восстановлении кислорода до воды, и при его работе образуется очень мало не полностью окисленных промежуточных соединений. Однако при работе ЭТЦ всё же образуются небольшие количества супероксида и пероксида[94]. Особое значение имеет восстановление кофермента Q комплексом III, поскольку в качестве промежуточного продукта в ходе Q-цикла образуется крайне активный убисемихиноновый свободный радикал. Эта нестабильная форма кислорода может привести к «утечке» электронов непосредственно на кислород с образованием супероксида[95]. Так как образование активных форм кислорода этими протонными помпами наиболее велика при высоких значениях мембранного потенциала, было высказано предположение, что митохондрия регулирует свою активность, поддерживая значение своего мембранного потенциала в узких пределах, держащих баланс между образованием АТФ и оксидантов[96]. Так, оксиданты могут активировать разобщающие белки, снижающие мембранный потенциал[97].
Для противодействия активным формам кислорода в клетке имеется множество
Ингибиторы
Существует несколько хорошо известных биологически активных веществ и токсинов, ингибирующих окислительное фосфорилирование. Хотя любой из этих токсинов подавляет только один фермент ЭТЦ, ингибирование одной стадии подавляет весь процесс. Например, если олигомицин подавляет АТФ-синтазу, протоны не могут вернуться назад в митохондриальный матрикс[99]. В результате протонные помпы не могут работать, так как градиент становится слишком высок и они не могут его преодолеть. НАДH перестаёт окисляться, из-за чего прекращается работа цикла трикарбоновых кислот: концентрация НАД+ становится слишком низкой для работы его ферментов. Ниже в таблице представлены другие блокаторы окислительного фосфорилирования:
Соединения | Применение | Действие на окислительное фосфорилирование |
---|---|---|
Цианиды Угарный газ Азиды Сероводород |
Яды | Подавляют ЭТЦ, связываясь с Fe-Cu-центром в цитохром с-оксидазе сильнее кислорода и предотвращая тем самым его восстановление[100]. |
Олигомицин | Антибиотик
|
Ингибирует АТФ-синтазу, блокируя ток протонов через субъединицу Fo[99]. |
2,4-динитрофенол
|
Яды | Ионофоры[англ.], разрушающие протонный градиент, перенося протоны через мембрану и тем самым отделяя закачивание протонов в межмембранное пространство от синтеза АТФ[101]. |
Ротенон | Пестицид
|
Ингибирует перенос электронов от комплекса I на убихинон, блокируя сайт связывания убихинона[102]. |
Малонаты и оксалоацетат
|
Конкурирующие ингибиторы сукцинатдегидрогеназы (комплекс II)[103]. |
Не все ингибиторы окислительного фосфорилирования являются токсинами. В бурой жировой ткани регулируемые протонные каналы, называемые разъединяющими белками, могут отделять дыхание от синтеза АТФ[104]. При таком ускоренном варианте клеточного дыхания выделяется тепло, что особенно важно как путь поддержания температуры тела у животных, находящихся в спячке, хотя эти белки могут иметь и более общий эффект в клеточном ответе на стресс[105].
История
Путь к открытию окислительного фосфорилирования начался в 1906 году с открытия
В течение последующих двадцати лет механизм образования АТФ оставался тайной, и учёные искали неуловимое «высокоэнергетичное» соединение, которое связывало бы реакции окисления и фосфорилирования
Примечания
- ↑ Северин, 2011, с. 264.
- ↑ Mitchell P., Moyle J. Chemiosmotic hypothesis of oxidative phosphorylation. (англ.) // Nature. — 1967. — Vol. 213, no. 5072. — P. 137—139. — PMID 4291593.
- ↑ 1 2 Dimroth P., Kaim G., Matthey U. Crucial role of the membrane potential for ATP synthesis by F(1)F(o) ATP synthases. (англ.) // The Journal of experimental biology. — 2000. — Vol. 203, no. Pt 1. — P. 51—59. — PMID 10600673.
- ↑ ]
- ↑ Нельсон, Кокс, 2014, с. 327.
- ↑ Nelson, Cox, 2008, p. 723—724.
- ]
- ↑ Porter R. K., Brand M. D. Mitochondrial proton conductance and H+/O ratio are independent of electron transport rate in isolated hepatocytes. (англ.) // The Biochemical journal. — 1995. — Vol. 310 ( Pt 2). — P. 379—382. — PMID 7654171.
- ]
- ↑ The Warburg effect and cancer. Дата обращения: 8 декабря 2014. Архивировано 17 октября 2014 года.
- ↑ [1]. — PMID 3881803.
- ↑ Wood P. M. Why do c-type cytochromes exist? (англ.) // FEBS letters. — 1983. — Vol. 164, no. 2. — P. 223—226. — PMID 6317447.
- ↑ Crane F. L. Biochemical functions of coenzyme Q10. (англ.) // Journal of the American College of Nutrition. — 2001. — Vol. 20, no. 6. — P. 591—598. — PMID 11771674.
- ↑ 1 2 Mitchell P. Keilin's respiratory chain concept and its chemiosmotic consequences. (англ.) // Science (New York, N.Y.). — 1979. — Vol. 206, no. 4423. — P. 1148—1159. — PMID 388618.
- ↑ [2]. — PMID 10463148.
- ]
- ↑ [3]. — PMID 10573417.
- ]
- ↑ Нельсон, Кокс, 2014, с. 327—328.
- ]
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Anders Overgaard Pedersen, Henning Nielsen. Medical CHEMISTRY Compendium.. — Aarhus University, 2008.
- ↑ ]
- ↑ ]
- ↑ ]
- ]
- ↑ Friedrich T., Böttcher B. The gross structure of the respiratory complex I: a Lego System. (англ.) // Biochimica et biophysica acta. — 2004. — Vol. 1608, no. 1. — P. 1—9. — PMID 14741580.
- ↑ Нельсон, Кокс, 2014, с. 352.
- ]
- ]
- ↑ Нельсон, Кокс, 2014, с. 315.
- ]
- ]
- ↑ Horsefield R., Iwata S., Byrne B. Complex II from a structural perspective. (англ.) // Current protein & peptide science. — 2004. — Vol. 5, no. 2. — P. 107—118. — PMID 15078221.
- ↑ Kita K., Hirawake H., Miyadera H., Amino H., Takeo S. Role of complex II in anaerobic respiration of the parasite mitochondria from Ascaris suum and Plasmodium falciparum. (англ.) // Biochimica et biophysica acta. — 2002. — Vol. 1553, no. 1-2. — P. 123—139. — PMID 11803022.
- ↑ [4]. — PMID 17330044.
- ↑ Ramsay R. R., Steenkamp D. J., Husain M. Reactions of electron-transfer flavoprotein and electron-transfer flavoprotein: ubiquinone oxidoreductase. (англ.) // The Biochemical journal. — 1987. — Vol. 241, no. 3. — P. 883—892. — PMID 3593226.
- ]
- ↑ Ikeda Y., Dabrowski C., Tanaka K. Separation and properties of five distinct acyl-CoA dehydrogenases from rat liver mitochondria. Identification of a new 2-methyl branched chain acyl-CoA dehydrogenase. (англ.) // The Journal of biological chemistry. — 1983. — Vol. 258, no. 2. — P. 1066—1076. — PMID 6401712.
- ↑ Ruzicka F. J., Beinert H. A new iron-sulfur flavoprotein of the respiratory chain. A component of the fatty acid beta oxidation pathway. (англ.) // The Journal of biological chemistry. — 1977. — Vol. 252, no. 23. — P. 8440—8445. — PMID 925004.
- ]
- ]
- ]
- ↑ Iwata S., Lee J. W., Okada K., Lee J. K., Iwata M., Rasmussen B., Link T. A., Ramaswamy S., Jap B. K. Complete structure of the 11-subunit bovine mitochondrial cytochrome bc1 complex. (англ.) // Science (New York, N.Y.). — 1998. — Vol. 281, no. 5373. — P. 64—71. — PMID 9651245.
- ↑ Нельсон, Кокс, 2014, с. 318.
- ↑ Trumpower B. L. The protonmotive Q cycle. Energy transduction by coupling of proton translocation to electron transfer by the cytochrome bc1 complex. (англ.) // The Journal of biological chemistry. — 1990. — Vol. 265, no. 20. — P. 11409—11412. — PMID 2164001.
- ↑ Hunte C., Palsdottir H., Trumpower B. L. Protonmotive pathways and mechanisms in the cytochrome bc1 complex. (англ.) // FEBS letters. — 2003. — Vol. 545, no. 1. — P. 39—46. — PMID 12788490.
- ↑ Calhoun M. W., Thomas J. W., Gennis R. B. The cytochrome oxidase superfamily of redox-driven proton pumps. (англ.) // Trends in biochemical sciences. — 1994. — Vol. 19, no. 8. — P. 325—330. — PMID 7940677.
- ↑ Tsukihara T., Aoyama H., Yamashita E., Tomizaki T., Yamaguchi H., Shinzawa-Itoh K., Nakashima R., Yaono R., Yoshikawa S. The whole structure of the 13-subunit oxidized cytochrome c oxidase at 2.8 A. (англ.) // Science (New York, N.Y.). — 1996. — Vol. 272, no. 5265. — P. 1136—1144. — PMID 8638158.
- ]
- ↑ Нельсон, Кокс, 2014, с. 319.
- ]
- ↑ Menz R. I., Day D. A. Purification and characterization of a 43-kDa rotenone-insensitive NADH dehydrogenase from plant mitochondria. (англ.) // The Journal of biological chemistry. — 1996. — Vol. 271, no. 38. — P. 23117—23120. — PMID 8798503.
- ]
- ↑ Sluse F. E., Jarmuszkiewicz W. Alternative oxidase in the branched mitochondrial respiratory network: an overview on structure, function, regulation, and role. (англ.) // Brazilian journal of medical and biological research = Revista brasileira de pesquisas medicas e biologicas / Sociedade Brasileira de Biofisica ... [et al.]. — 1998. — Vol. 31, no. 6. — P. 733—747. — PMID 9698817.
- ↑ Moore A. L., Siedow J. N. The regulation and nature of the cyanide-resistant alternative oxidase of plant mitochondria. (англ.) // Biochimica et biophysica acta. — 1991. — Vol. 1059, no. 2. — P. 121—140. — PMID 1883834.
- ]
- ↑ Ito Y., Saisho D., Nakazono M., Tsutsumi N., Hirai A. Transcript levels of tandem-arranged alternative oxidase genes in rice are increased by low temperature. (англ.) // Gene. — 1997. — Vol. 203, no. 2. — P. 121—129. — PMID 9426242.
- ↑ Maxwell D. P., Wang Y., McIntosh L. The alternative oxidase lowers mitochondrial reactive oxygen production in plant cells. (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. — 1999. — Vol. 96, no. 14. — P. 8271—8276. — PMID 10393984.
- ↑ Lenaz G. A critical appraisal of the mitochondrial coenzyme Q pool. (англ.) // FEBS letters. — 2001. — Vol. 509, no. 2. — P. 151—155. — PMID 11741580.
- ]
- ]
- ↑ Schägger H. Respiratory chain supercomplexes of mitochondria and bacteria. (англ.) // Biochimica et biophysica acta. — 2002. — Vol. 1555, no. 1-3. — P. 154—159. — PMID 12206908.
- ]
- ↑ Gupte S., Wu E. S., Hoechli L., Hoechli M., Jacobson K., Sowers A. E., Hackenbrock C. R. Relationship between lateral diffusion, collision frequency, and electron transfer of mitochondrial inner membrane oxidation-reduction components. (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. — 1984. — Vol. 81, no. 9. — P. 2606—2610. — PMID 6326133.
- ↑ Nealson K. H. Post-Viking microbiology: new approaches, new data, new insights. (англ.) // Origins of life and evolution of the biosphere : the journal of the International Society for the Study of the Origin of Life. — 1999. — Vol. 29, no. 1. — P. 73—93. — PMID 11536899.
- ↑ Schäfer G., Engelhard M., Müller V. Bioenergetics of the Archaea. (англ.) // Microbiology and molecular biology reviews : MMBR. — 1999. — Vol. 63, no. 3. — P. 570—620. — PMID 10477309.
- ↑ Ingledew W. J., Poole R. K. The respiratory chains of Escherichia coli. (англ.) // Microbiological reviews. — 1984. — Vol. 48, no. 3. — P. 222—271. — PMID 6387427.
- ↑ 1 2 Unden G., Bongaerts J. Alternative respiratory pathways of Escherichia coli: energetics and transcriptional regulation in response to electron acceptors. (англ.) // Biochimica et biophysica acta. — 1997. — Vol. 1320, no. 3. — P. 217—234. — PMID 9230919.
- ↑ Cecchini G., Schröder I., Gunsalus R. P., Maklashina E. Succinate dehydrogenase and fumarate reductase from Escherichia coli. (англ.) // Biochimica et biophysica acta. — 2002. — Vol. 1553, no. 1-2. — P. 140—157. — PMID 11803023.
- .
- ]
- ↑ Yamanaka T., Fukumori Y. The nitrite oxidizing system of Nitrobacter winogradskyi. (англ.) // FEMS microbiology reviews. — 1988. — Vol. 4, no. 4. — P. 259—270. — PMID 2856189.
- ↑ Iuchi S., Lin E. C. Adaptation of Escherichia coli to redox environments by gene expression. (англ.) // Molecular microbiology. — 1993. — Vol. 9, no. 1. — P. 9—15. — PMID 8412675.
- ↑ Calhoun M. W., Oden K. L., Gennis R. B., de Mattos M. J., Neijssel O. M. Energetic efficiency of Escherichia coli: effects of mutations in components of the aerobic respiratory chain. (англ.) // Journal of bacteriology. — 1993. — Vol. 175, no. 10. — P. 3020—3025. — PMID 8491720.
- ↑ ]
- ↑ Van Walraven H. S., Strotmann H., Schwarz O., Rumberg B. The H+/ATP coupling ratio of the ATP synthase from thiol-modulated chloroplasts and two cyanobacterial strains is four. (англ.) // FEBS letters. — 1996. — Vol. 379, no. 3. — P. 309—313. — PMID 8603713.
- ]
- ↑ Schemidt R. A., Qu J., Williams J. R., Brusilow W. S. Effects of carbon source on expression of F0 genes and on the stoichiometry of the c subunit in the F1F0 ATPase of Escherichia coli. (англ.) // Journal of bacteriology. — 1998. — Vol. 180, no. 12. — P. 3205—3208. — PMID 9620972.
- ↑ Nelson N., Perzov N., Cohen A., Hagai K., Padler V., Nelson H. The cellular biology of proton-motive force generation by V-ATPases. (англ.) // The Journal of experimental biology. — 2000. — Vol. 203, no. Pt 1. — P. 89—95. — PMID 10600677.
- ]
- ]
- ↑ Нельсон, Кокс, 2014, с. 336—337.
- ]
- ↑ Capaldi R. A., Aggeler R. Mechanism of the F(1)F(0)-type ATP synthase, a biological rotary motor. (англ.) // Trends in biochemical sciences. — 2002. — Vol. 27, no. 3. — P. 154—160. — PMID 11893513.
- ]
- ↑ 1 2 Gresser M. J., Myers J. A., Boyer P. D. Catalytic site cooperativity of beef heart mitochondrial F1 adenosine triphosphatase. Correlations of initial velocity, bound intermediate, and oxygen exchange measurements with an alternating three-site model. (англ.) // The Journal of biological chemistry. — 1982. — Vol. 257, no. 20. — P. 12030—12038. — PMID 6214554.
- ↑ Нельсон, Кокс, 2014, с. 337.
- ↑ Dimroth P. Bacterial sodium ion-coupled energetics. (англ.) // Antonie van Leeuwenhoek. — 1994. — Vol. 65, no. 4. — P. 381—395. — PMID 7832594.
- ↑ 1 2 Becher B., Müller V. Delta mu Na+ drives the synthesis of ATP via an delta mu Na(+)-translocating F1F0-ATP synthase in membrane vesicles of the archaeon Methanosarcina mazei Gö1. (англ.) // Journal of bacteriology. — 1994. — Vol. 176, no. 9. — P. 2543—2550. — PMID 8169202.
- ↑ Müller V. An exceptional variability in the motor of archael A1A0 ATPases: from multimeric to monomeric rotors comprising 6-13 ion binding sites. (англ.) // Journal of bioenergetics and biomembranes. — 2004. — Vol. 36, no. 1. — P. 115—125. — PMID 15168615.
- ↑ 1 2 Davies K. J. Oxidative stress: the paradox of aerobic life. (англ.) // Biochemical Society symposium. — 1995. — Vol. 61. — P. 1—31. — PMID 8660387.
- ]
- ]
- ↑ Raha S., Robinson B. H. Mitochondria, oxygen free radicals, disease and ageing. (англ.) // Trends in biochemical sciences. — 2000. — Vol. 25, no. 10. — P. 502—508. — PMID 11050436.
- ]
- ]
- ]
- ↑ Нельсон, Кокс, 2014, с. 324, 326.
- ↑ 1 2 Joshi S., Huang Y. G. ATP synthase complex from bovine heart mitochondria: the oligomycin sensitivity conferring protein is essential for dicyclohexyl carbodiimide-sensitive ATPase. (англ.) // Biochimica et biophysica acta. — 1991. — Vol. 1067, no. 2. — P. 255—258. — PMID 1831660.
- ↑ Tsubaki M. Fourier-transform infrared study of cyanide binding to the Fea3-CuB binuclear site of bovine heart cytochrome c oxidase: implication of the redox-linked conformational change at the binuclear site. (англ.) // Biochemistry. — 1993. — Vol. 32, no. 1. — P. 164—173. — PMID 8380331.
- ↑ Heytler P. G. Uncouplers of oxidative phosphorylation. (англ.) // Methods in enzymology. — 1979. — Vol. 55. — P. 462—442. — PMID 156853.
- ]
- ↑ Dervartanian D. V., Veeger C. Studies on succinate dehydrogenase. I. Spectral properties of the purified enzyme and formation of enzyme-competitive inhibitor complexes. (англ.) // Biochimica et biophysica acta. — 1964. — Vol. 92. — P. 233—247. — PMID 14249115.
- ↑ Ricquier D., Bouillaud F. The uncoupling protein homologues: UCP1, UCP2, UCP3, StUCP and AtUCP. (англ.) // The Biochemical journal. — 2000. — Vol. 345 Pt 2. — P. 161—179. — PMID 10620491.
- ]
- .
- ↑ Kalckar H. M. Origins of the concept oxidative phosphorylation. (англ.) // Molecular and cellular biochemistry. — 1974. — Vol. 5, no. 1-2. — P. 55—63. — PMID 4279328.
- ↑ Lipmann F.,. Metabolic generation and utilization of phosphate bond energy (англ.) // Adv Enzymol : journal. — 1941. — Vol. 1. — P. 99—162.
- ↑ Friedkin M., Lehninger A. L. Esterification of inorganic phosphate coupled to electron transport between dihydrodiphosphopyridine nucleotide and oxygen. (англ.) // The Journal of biological chemistry. — 1949. — Vol. 178, no. 2. — P. 611—644. — PMID 18116985.
- ↑ Slater E. C. Mechanism of phosphorylation in the respiratory chain. (англ.) // Nature. — 1953. — Vol. 172, no. 4387. — P. 975—978. — PMID 13111237.
- ↑ Mitchell P. Coupling of phosphorylation to electron and hydrogen transfer by a chemi-osmotic type of mechanism. (англ.) // Nature. — 1961. — Vol. 191. — P. 144—148. — PMID 13771349.
- ↑ Milton H. Saier Jr. Peter Mitchell and the Vital Force . Дата обращения: 22 января 2015. Архивировано 14 июля 2014 года.
- ↑ Pullman M. E., Penefsky H. S., Datta A., Racker E. Partial resolution of the enzymes catalyzing oxidative phosphorylation. I. Purification and properties of soluble dinitrophenol-stimulated adenosine triphosphatase. (англ.) // The Journal of biological chemistry. — 1960. — Vol. 235. — P. 3322—3329. — PMID 13738472.
- ↑ Boyer P. D., Cross R. L., Momsen W. A new concept for energy coupling in oxidative phosphorylation based on a molecular explanation of the oxygen exchange reactions. (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. — 1973. — Vol. 70, no. 10. — P. 2837—2839. — PMID 4517936.
- ↑ The Nobel Prize in Chemistry 1997 . Nobel Foundation. Дата обращения: 22 января 2015. Архивировано 8 июля 2007 года.
Литература
- David E. Metzler. Biochemistry: The Chemical Reactions of Living Cells. — 2nd edition. — Academic Press, 2003. — Vol. 2. — 1973 с. — ISBN 978-0-1249-2541-0.
- David L. Nelson, Michael M. Cox. Lehninger Principles of biochemistry. — Fifth edition. — New York: W. H. Freeman and company, 2008. — 1158 p. — ISBN 978-0-7167-7108-1.
- Campbell N. A., Reece J. B., Urry L. A. e. a. Biology. 9th ed. — Benjamin Cummings, 2011. — 1263 p. — ISBN 978-0-321-55823-7.
- Кольман Я., Рём К.—Г. Наглядная биохимия. — 4-е изд. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. — 469 с. — ISBN 978-5-9963-0620-6.
- Биологическая химия с упражнениями и задачами / Под ред. С. Е. Северина. — М.: Издательская группа «ГЭОТАР-Медиа», 2011. — 624 с.
- Нетрусов А. И., Котова И. Б. Микробиология. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Издательский центр «Академия», 2012. — 384 с. — ISBN 978-5-7695-7979-0.
- Нельсон Д., Кокс М. Основы биохимии Ленинджера. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2014. — Т. 2: биоэнергетика и метаболизм. — 636 с. — ISBN 978-5-94774-366-1.
Ссылки
Эта статья входит в число избранных статей русскоязычного раздела Википедии. |