Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

8.12: Продуктивность АТФ
СОДЕРЖАНИЕ

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content.

Education
ATP Yield
 
ТРАНСКРИПТ

8.12: Продуктивность АТФ

Клеточное дыхание производит 30-32 молекулы АТФ на молекулу глюкозы. Хотя большая часть АТФ возникает в результате окислительного фосфорилирования и цепи переноса электронов (ETC), 4 АТФ получают заранее (2 из гликолиза и 2 из цикла лимонной кислоты).

ETC встроен во внутреннюю митохондриальную мембрану и состоит из четырех основных белковых комплексов и АТФ-синтазы. НАДН и ФАДН2 передают электроны этим комплексам, которые, в свою очередь, перекачивают протоны в межмембранное пространство. Такое распределение протонов создает градиент концентрации через мембрану. Градиент стимулирует производство АТФ, когда протоны возвращаются в митохондриальный матрикс через АТФ-синтазу.

На каждые 2 входных электрона, которые НАДН переходит в комплекс I, комплексы I и III перекачивают 4 протона, а комплекс IV перекачивает 2 протона, всего 10 протонов. Комплекс II не участвует в электронной цепи, инициированной НАДН. Однако FADH 2 передает 2 электрона в комплекс II, так что всего на FADH 2 накачивается 6 протонов; 4 протона через комплекс III и 2 через комплекс IV.

Четыре протона необходимы для синтеза 1 АТФ. Поскольку на каждый НАДН накачивается 10 протонов, 1 НАДН дает 2,5 (10/4) АТФ. На каждый FADH 2 накачивается шесть протонов, поэтому 1 FADH 2 дает 1,5 (6/4) АТФ.

Клеточное дыхание производит максимум 10 НАДН и 2 ФАДН 2 на молекулу глюкозы. Поскольку один НАДН производит 2,5 АТФ, а один ФАДН 2 производит 1,5 АТФ, из этого следует, что 25 АТФ + 3 АТФ производятся путем окислительного фосфорилирования. Перед окислительным фосфорилированием вырабатываются четыре АТФ, что дает максимум 32 АТФ на молекулу глюкозы.

Важно отметить, что гликолиз происходит в цитозоле, а ETC находится в митохондриях (у эукариот). Митохондриальная мембрана не проницаема для НАДН, следовательно, электроны 2 НАДН, образующиеся при гликолизе, должны перемещаться в митохондрии. Попав внутрь митохондрии, электроны могут переходить к НАД + или FAD. Учитывая различный выход АТФ в зависимости от переносчика электронов, общий выход клеточного дыхания составляет от 30 до 32 АТФ на молекулу глюкозы.

Tags

ATP Yield Cellular Respiration Glycolysis NADH Pyruvate Oxidation Citric Acid Cycle Oxidative Phosphorylation Electron Carriers ATP Production Intermembrane Space Mitochondrial Membrane Energy Production Glucose Molecule Electron Transport Chain (ETC) ATP Synthase Protons

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter