19.7: Elektron Taşıma Zinciri: Kompleks III ve IV

Electron Transport Chain: Complex III and IV
JoVE Core
Cell Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Cell Biology
Electron Transport Chain: Complex III and IV
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.

7,329 Views

01:43 min
April 30, 2023

Overview

Elektron taşıma zinciri sırasında, NADH ve FADH2’den gelen elektronlar önce sırasıyla kompleks I ve II’ye aktarılır. Bu iki kompleks daha sonra elektronları ubiquinol’e aktarır ve bu da onları kompleks III’e taşır. Kompleks III, elektronları zarlar arası boşluktan Cyt c’ye geçirir, bu da onları kompleks IV’e taşır. Kompleks IV, elektronları oksijene bağışlar ve onu suya indirger. Elektronlar kompleks I, III ve IV’ten geçerken, açığa çıkan enerji, protonların zarlar arası boşluğa pompalanmasına yardımcı olarak bir proton gradyanı oluşturur. Bu proton gradyanı, kompleks V veya ATP sentazda ADP ve inorganik fosfattan ATP sentezini yönlendirir ve hücrenin enerji gereksinimlerinin karşılanmasına yardımcı olur.

Kompleks III’te Süperoksit Üretimi

Mitokondriyal zar üzerinde bulunan elektron taşıma zinciri kompleksleri, bir hücre içinde enzimatik olmayan süperoksit oluşumunun ana bölgeleridir. Bu süperoksitler, yaşlanmanın yanı sıra çeşitli dejeneratif hastalıkların altında yatan hücresel oksidatif hasarın birincil nedenidir. Kompleks I ve II, mitokondriyal matris içinde süperoksitler üretirken, kompleks III, matrisin içinde veya zarlar arası boşlukta süperoksitler üretir.

Kompleks III’teki gerçek süperoksit kaynağı, kararsız bir radikal ubisemikinonun (Q•-) üretildiği ubikinon veya Q döngüsüdür. Bu radikal, süperoksit anyonları oluşturmak için eşleşmemiş elektronunu oksijene bağışlayabilir. Stigmatellin gibi ilaçlar, ubikinondan demir-kükürt proteinlerine elektron akışını engeller ve ubikinonun ubisemikinona oksidasyonunu önler, böylece süperoksit oluşumunu azaltır. Buna karşılık, Antimisin A gibi ilaçlar, ubisemikinonun kararlı durum konsantrasyonunu artırarak Q döngüsü içinde süperoksit oluşumunu artırabilir.

Kompleks IV, Düzenleme Merkezi olarak hareket eder

Sitokrom c oksidaz (COX) veya Kompleks IV, ökaryotik hücrelerde oksidatif fosforilasyonun düzenleyici merkezinin yanı sıra son oksijen kabul eden kompleks olarak işlev görür. Allosterik-ATP inhibisyonu dahil olmak üzere çeşitli mekanizmalarla düzenlenir. Hücrelerin ATP/ADP oranı yüksek olduğunda, fosforile COX, ATP tarafından geri besleme inhibisyonuna uğrar. Bu allosterik inhibisyon, hücrelerin enerji seviyelerini algılamaya ve mitokondrideki ATP sentezini enerji talebine göre ayarlamaya yardımcı olur.

Transcript

Elektron taşıma zincirinin üçüncü kompleksi olan Q-sitokrom c oksidoredüktaz, elektronları Q’dan sitokrom c’ye aktaran dimerik bir proteindir. Her monomer, sitokrom b, sitokrom c1 ve Rieske demir-kükürt proteini olmak üzere üç katalitik bileşene sahip on bir alt birim içerir.

Her sitokrom b, mitokondriyal genom tarafından kodlanır ve iki farklı b-tipi heme grubuna sahiptir. Her sitokrom c1 bir c-tipi heme sahiptir ve her Rieske demir-sülfür proteini Fe2-S 2 kümelerine sahiptir.

Bir sonraki kompleks sitokrom c-oksidaz, hem ve bakır iyonlarını içerir. Bu kofaktörler, bir oksijen atomunu tutarak, sitokrom c’den terminal elektron alıcısı-oksijene elektron transferini sağlar. Bu kompleksin on üç alt birimi vardır ve en büyük alt birimlerinden üçü olan COX I, II ve III, mitokondriyal genom tarafından kodlanmıştır.

Genel elektron taşıma süreci, kompleksler-I, III ve IV’ün protonları zarlar arası boşluğa pompalamak için kullandığı serbest enerjiyi serbest bırakır.

Elde edilen proton hareket kuvveti, kompleks V’nin veya ATP sentazın dönüşünü yönlendirir ve bu da ATP’nin ADP ve inorganik fosfattan sentezini katalize eder.

Key Terms and definitions​

Learning Objectives

Questions that this video will help you answer

This video is also useful for