19.9: سلسلة نقل الإلكترون

سلسلة نقل الإلكترون أو الفسفرة المؤكسدة هي عملية طاردة للحرارة تقترن فيها الطاقة الحرة المنبعثة أثناء تفاعلات نقل الإلكترون بتخليق ATP. تعد هذه العملية مصدرا مهما للطاقة في الخلايا الهوائية ، وبالتالي يمكن أن تكون مثبطات سلسلة نقل الإلكترون ضارة بعمليات التمثيل الغذائي للخلية.

مثبطات سلسلة نقل الإلكترون

يمنع Rotenone ، وهو مبيد حشري يستخدم على نطاق واسع ، نقل الإلكترون من مجموعة Fe-S إلى ubiquinone أو Q في المركب الأول عن طريق سد موقع ربط Q. يؤدي تثبيط الوظيفة المعقدة I إلى زيادة إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية أو ROS. يمكن أن يكون إنتاج ROS الناجم عن الروتينون ضارا بمكونات الميتوكوندريا ، بما في ذلك الحمض النووي للميتوكوندريا ، ويمكن أن يؤدي في النهاية إلى موت الخلايا.

مثبط تنافسي آخر لليوبيكوينون هو الكربوكسين ، وهو مبيد فطري قوي يتداخل مع موقع ربط Q في المركب الثاني. يمنع ارتباط الكربوكسين نقل الإلكترونات من FADH₂ إلى ubiquinone ، وبالتالي يمنع سلسلة الجهاز التنفسي.

المعروف أيضا أن بعض المضادات الحيوية تثبط مجمعات السلسلة التنفسية. على سبيل المثال ، يتداخل antimycin A ، وهو مضاد حيوي تنتجه أنواع Streptomyces ، مع موقع ربط اليوبيكينون للمركب III ، وبالتالي يمنع دورة Q. يمنع غياب دورة Q نقل الإلكترون بين الوحدات الفرعية المعقدة III ، السيتوكروم ب والسيتوكروم ج ، وبالتالي تثبيط سلسلة نقل الإلكترون.

في بعض الأحيان ، يمكن أن تعمل السموم المتولدة أثناء أنشطة التمثيل الغذائي للخلية كمثبط لوظيفة الميتوكوندريا. على سبيل المثال ، أول أكسيد الكربون ، وهو منتج ثانوي لتقويض الهيم ، يثبط المركب الوريدي من خلال التنافس مع الأكسجين على مواقع ربط الأكسجين. هذا يؤدي إلى تراكم الإلكترون في المركب الثالث وينتج عنه جذور الأكسيد الفائق.

تثبيط سينسيز ATP للميتوكوندريا ، أو المركب V ، بواسطة oligomycin ، وهو مضاد حيوي يربط ويثبط قناة البروتون. يمنع هذا التثبيط تدفق البروتون عبر سينسيز ATP ، وبالتالي يمنع الحركة الدورانية للمركب اللازم للتحويل التحفيزي ل ADP إلى ATP.

في حين أن هذه السموم مثبطات قوية لوظائف الجهاز التنفسي ، إلا أنها يمكن أن تعمل أيضا كعوامل قيمة في دراسة المجمعات الفردية والبحوث الحركية للإنزيم.