Митчелы гипотеза

В 1961 г. английский биохимик П. Митчел выдвинул хемиосмо-тическую (электрохимическую) гипотезу энергетического сопряжения окисления и фосфорилирования, которая в дальнейшем получила подтверждение и развитие во многом благодаря работам советских ученых (В. П. Скулачев, Е. А. Либерман). Принцип хемиосмотического сопряжения иллюстрирует рис. VI. 14. Субстрат АНг —донор водорода — окисляется на активном центре фермента, встроенного на внешней стороне мембраны митохондрии. При этом 2Н+ и А выбрасываются в окружающую среду, а два электрона переносятся на внутреннюю сторону мембраны по так называемой дыхательной цепи, ориентированной поперек мембраны. Локализованный на внутренней стороне переносчик электронов передает электроны акцептору водорода В (например, кислороду), который присоединяет 2Н+ из внутримитохондриального матрикса. Таким образом, окисление одной молекулы АНг приводит к возникновению 2Н+ во внешнем пространстве и исчезновению 2Н+ из внутреннего пространства митохондрии. Возникший градиент ионов водорода генерирует трансмембранный потенциал, который оказывается достаточным по величине для осуществления реакции фосфорилирования. Последняя состоит во взаимодействии АДФ с фосфатом Ф и приводит к образованию АТФ с поглощением 2Н+ из внешнего пространства и выделением 2Н+ в матрикс. Величина трансмембранного потенциала сравнительно 160 [c.160]

Все реакции окисления пищи, синтеза АТФ, синтеза углеводов достаточно сложны, происходят при участии многочисленных ферментов и более полувека широко изучаются в разнообразных биохимических лабораториях. Какое же отношение они имеют к теме зтой книги Еще лет 30 назад на этот вопрос был бы дан уверенный ответ — никакого Но в 1961 г. английский ученый Ж. Митчел выдвинул гипотезу, что энергия пищи сначала преобразуется в электрическую знергию, а уж та затрачивается на производство АТФ, Эта гипотеза была в конце концов доказана, и мы считаем необходимым кратко рассказать об энергетическом обеспечении организмов, А кратким наш рассказ будет прежде всего потому что на эту тему недавно была написана обстоятель [c.265]

Механизм генерации Лр,Н. В первоначальном варианте хемиосмотической гипотезы П. Митчел предположил, что зарядка мембраны посредством А хН-генераторов редокс-типа обусловлена трансмембранным перемещением электронов (схема петель ). Позднее этот принцип был в основном подтвержден применительно к фотосинтетическим реакционным центрам. [c.93]

Однако все эти предположения существовали сами по себе, разрозненно, их авторы не пытались создать единую схему, признанную объяснить механизм превращения. энергии в митохондриях. Выдвинув гипотезу о разделении Н+ и ОН- при синтезе АТФ, Митчел заполнил недостающее звено, замкнул протонный цикл и создал непротиворечивую концепцию, позволяющую понять природу сопряжения между дыханием и фосфорилированием. [c.50]

Собственно, книга была начата еще до Варшавы. Но в окончательном виде она была готова лишь к концу мая 1966 года. Не рассчитывая найти сколько-нибудь серьезное издательство, которое решилось бы на публикацию подробного описания только что публично отвергнутой гипотезы, Митчел напечатал книгу сам, на ротапринте. [c.59]

Конечно, читал, Влади (Митчел почему-то именно так сократил мое имя). Ваша гипотеза напоминает банковскую операцию, когда... — Тут началась такая финансовая премудрость, которая была явно за пределами моих познаний в английском языке и в этой не актуальной для меня сфере человеческой деятельности. [c.96]

Свою хемиосмотическую гипотезу Митчел выдвинул через двадцать лет после публикации схемы Липмана. Введя понятие протонного потенциала, Митчел утверждал, что роль этого компонента в энергетике клетки сводится к функции мимолетного промежуточного продук- [c.164]

Одним из компонентов дыхательной цепи митохондрий является коэнзим Q, или убихинон. Это соединение способно к редокс-превраще-ниям и присутствует в митохондриях в количествах, более чем на порядок превышающих содержание ферментов дыхательной цепи. Коэнзим Q акцептирует электроны от дегидрогеназ, локализованных во внутренней мембране митохондрий (сукцинат- и НАДН-дегидроге-назы), и передает их комплексу III (с. 415). Согласно хемиосмоти-ческой гипотезе Митчела, в процессе редокс-превращений коэнзим Q осуществляет векторный перенос протонов через мембрану в так называемом Q-цикле . Реакция переноса электронов и протонов с участием коэнзима Q в комплексе III сопровождается высвобождением энергии, достаточной для синтеза одной молекулы АТФ. [c.421]

В чем же более конкретно состояла гипотеза П. Митчела Митчел предположил, что окисление пищи приводит к возникновению разности потенциалов на мембране митохондрий за счет выхода протонов из митохондрий, затем эта электрическая энергия тратится на синтез АТФ. Митчел назвал свою гипотезу хемиосмотической, подчеркивая, что химическая энергия пищи преобразуется в создание градиента Н" , т. е. тратится на создание осмотической работы. [c.266]

В гипотезе Митчела была одна особенность, которая выделяла ее из области классической биохимии и указывала пути к ее проверке. Для классического чисто биохимического подхода, объясняющего синтез АТФ цепью реакций, наличие мембраны не играло никакой роли. Но для гипотезы Митчела наличие мембраны митохондрий с достаточно высоким сопротивлением, чтобы Н не мог сразу вернуться на место, является совершенно принципиальным ). [c.266]

В 60-х годах Митчел, получив наследство, организовал небольшую лабораторию в своем доме в Корнуолле, расположенном вблизе тех болот, по которым бегала баскервильская собака. Там с двумя сотрудниками и очень простым оборудованием он и вел разработку своей гипотезы. В 1978 г. Митчел получил Нобелевскую премию, показав тем самым, что распространенное ныне мнение, что в наш век только большой коллектив с современным оборудованием может добиться серьезных научных результатов, не всегда справедливо. [c.266]

Итак, согласно гипотезе Митчела энергия пищи тратится на работу специального протонного насоса, заряжающего мембрану митохондрий. Как же можно было проверить эту гипотезу Во-первых, можно было попробовать измерить МП митохондрий если бы его не оказалось, то это опровергло бы гипотезу. Во-вторых, можно было сделать дырку в мембране митохондрий, устроить короткое замыкание в этом случае [c.266]

Еще до гипотезы Митчела были открыты вещества, которые назвали разобщители . Эти вещества имели совершенно разную химическую природу, но все, действуя на митохондрии, прекращали синтез АТФ хотя окисление пищи продолжалось. Было непонятно, в чем механизм действия этих веществ и, вообще, как столь разные вещества могут действовать на ферменты, обычно весьма избирательные в своих реакциях. Митчел же заметил, что разобщители (потому что разобщают сгорание пищи и синтез АТФ) — это вещества, растворимые в жирах и способные связывать Н . С точки зрения его гипотезы их действие объяснялось очень просто они захватывают с наружной стороны мембраны и переносят его через мембрану, разряжая ее. Иными словами, результат их действия тот же, что и при коротком замыкании. [c.267]

А вот один из красивых опытов, который доказывает вторую половину гипотезы Митчела — что МП может быть использован для синтеза АТФ. Этот опыт был поставлен в 1967 г. Прессманом. Митохондрии выдерживали в среде с высокой концентрацией так что он накапливался внутри них. Затем их переносили в среду без питательных веществ и кислорода (где они не вырабатывают АТФ) и в среду вводили валиномицин — антибиотик, который повышает проницаемость мембраны для Калий начинал выходить из митохондрий, [c.268]

Гипотеза Митчела превратилась в одну из основ биоэнергетики. Но не следует думать, что она решила все вопросы. Дальше надо было выяснить, как именно работают ферменты, создающие МП митохондрий, и ферменты, синтезирующие АТФ. Кое-что о работе этих молекулярных машин выяснено, и тот, кто заинтересовался этим вопросом, с большой пользой прочитает книгу В. П. Скулачева. [c.271]

В настоящее время наибольшей популярностью пользуются две гипотезы сопряжения хемиосмотическая Митчела и конформационная. [c.105]

Все же гипотезу Митчела нельзя считать окончательно доказанной. Более того, некоторые экспериментальные данные находятся с ней в явном противоречии. Например, по данным Нишимуры и Мак-Карти, время химической [c.106]

Для объяснения механизма сопряжения двухэлектронных ФМН и KoQ с одноэлектронными железосерными центрами и высокого значения Н 2е была предложена гипотеза [Hinkle, 1981] о том, что электроны в комплексе I переносятся циклически, так же, как в Q-цикле Митчела (см. описание комплекса III). [c.13]

Согласно получившей в последние годы наибольшее признание гипотезе П. Митчела, индуцированный светом или окислением субстратов перенос электронов в фотосин-тетической или дыхательной цепях вызывает векторный транспорт электронов и протонов через сопрягающие мембраны. В результате на них возникает трансмембр нная [c.54]

Несмотря на то, что хемиосмотическая гипотеза нуждается в дополнительной теоретической и экспериментальной проверках (Волькенштейн, 1978 Блюменфельд, 1974), она позволяет с единой точки зрения объяснить широкий круг явлений, наблюдавшихся при изучении различных сопрягающих систем. Обладая большой предсказательной силой, гипотеза Митчела стимулировала большое число новых оригинальных исследований процессов трансформации энергии в сопрягающих мембранах. [c.56]

Когда П. Митчел в 60-е годы формулировал хемиосмотическую гипотезу, он предположил, что электрон, двигаясь от цитохрома с к KoQ через бактериохлорофилл, пересекает гидрофобный барьер мембраны — электрон-транспортная полупетля . Это предположение, в то время чисто умозрительное, сегодня прямо доказано. Единственный новый момент, выявленный в результате экспериментальной проверки гипотезы, состоит в том, что существует небольшая, но измеримая электрогенная стадия, обусловленная не переносом электрона, а встречным движением протона, необходимого для образования K0QH2. [c.58]

Гипотеза АцН-буфера позволила объяснить ряд наблюдений, относящихся к энергетике бактерий. В частности, было известно, что К+ может электрофоретически накапливаться в бактериальных клетках. Что же касается Na+/H+-aHTH-порта, то он был описан в 1974 г. И. Уэстом и П. Митчелом у Е. oli. Впоследствии его наличие было продемонстрировано у многих видов бактерий. [c.209]

Такова хемиосмотическая гипотеза Митчела, Она схематично изображена на рисунке. [c.47]

Но в 60-е годы, о которых сейчас у нас идет речь, до победы было еще далеко. Не утихали схоластические споры вокруг бесчисленных гипотез энергетического сопряжения, причем каждый из авторов тщился защитить свое детище от нападок, забывая о том, что в науке важно не кто первый, а кто прав. Если автор получал результат, противоречащий его предположениям, но подтверждающий гипотезу Митчела, то он принимался перекраивать свою концепцию вместо того, чтобы идти вперед, следуя за опытом, а не за мертвой схемой бумажной биохимии . [c.64]

Вот почему Митчел назвал свою схему хемиосмотической гипотезой . Она выгодно отличается от старой, химической схемы, приведенной на странице 36, по крайней мере в одном своем аспекте. Митчел обошелся без неуловимых промежуточных продуктов вроде АНг фермент, А фермент и А фосфат. Ему вообще не нужны были какие-либо специальные продукты, общие для реакций дыхания и фосфорилирования. По Митчелу, связующим звеном двух процессов служат водородные ионы. [c.48]

Митчел и Мойл направляют в Нэйчер краткое сообщение, что их опыты подтверждают хемиосмотическую гипотезу. [c.55]

Оказывается, мицеллы отвечают на добавки веществ-разобщителей и антибиотика валиномицина точно такими же изменениями концентрации ионов калия и водорода, как митохондрии в опытах Митчела и Мойл. Стало быть, разобщители и валиномицин атакуют липидный компонент системы, а не белки-ферменты в мицеллах ферментов просто нет. Напомним, что сторонники химических схем сопряжения считали мишенью действия разобщителей именно ферменты. Казалось бы, новое подтверждение гипотезы Митчела Однако Чэпел пока уклоняется от такого вывода. [c.55]

Митчел использует вводное слово председателя, чтобы изложить хемиосмотическую концепцию. В поддержку своей гипотезы он приводит полученные с Дж. Мойл данные опытов на рН-метре. Встает Б. Чанс [c.55]

Однако сами авторы вместо этого естественного (теперь ) объяснения придумали сложнейшую схему, чтобы как-то увязать свои результаты с химической гипотезой. Они еще долго потом держались за свою точку зрения, хотя уже в 1967 году А. Лев в СССР и независимо П. Мюллер в США показали, что валиномицин создает специфическую калиевую проводимость в черных мембранах. В том же 1967 году Митчел и Мойл использовали открытия Мура, Прессмана, Льва и Мюллера, добавив валиномицин вместо кальция в своих опытах с митохондриями на рН-метре. Предсказание гипотезы состояло в том, что ионы калия в этих условиях будут способствовать закислеиию среды при добавке кислорода подобно тому, как это делают ионы кальция. Опыты полностью подтвердили такое предположение. [c.65]

Две концепции — калиевой АТФазы и конформаци-онного сопряжения — были противопоставлены хемиосмотической гипотезе на рубеже 60—70-х годов. Вокруг этих концепций дружно сплотились бывшие сторонники химической схемы, чтобы противостоять протондвижущей силе. Тогда их было еще большинство. Но с каждым годом увеличивалось число сторонников Митчела, множились красные флажки на карте в Глиин Хаузе. [c.68]

Так или иначе в Корнелльском университете работал А. Ягендорф, специалист по фотофосфорилированию, то есть синтезу АТФ за счет энергии света в хлоропластах. До этого он провел некоторое время в лаборатории Митчела и, вернувшись в Итаку, решил проверить предсказательную силу новой гипотезы. Ягендорф поместил хлоропласты сначала в кислую, а потом в щелочную среду, измеряя при этом количество АТФ. Все манипуляции производились в темноте. Оказалось, что такая. процедура ведет к образованию АТФ, как если бы мы на минутку выключили свет. [c.68]

Этот результат оказался в вопиющем противоречии с концепцией Митчела. Его подтверждение означало бы конец хемиосмотической гипотезы ведь у Пэйнтер и Хантера не было двух отсеков, разделенных преградой, л потому не могло происходить никакого разделения кислоты и щелочи, положительных и отрицательных зарядов [c.75]

Составители программы поставили доклад Митчела непосредственно перед моим. В тот день я очень опасался, что, сосредоточившись на предстоящем мне выступлении, упущу что-нибудь существенное из речи Митчела, всегда отличавшегося стремлением сказать за полчаса то, на что не хватило бы и целого часа. Однако тревоги оказались напрасными. За какие-то восемь месяцев, прошедших со встречи в Дрездене, Митчел изменился сильней, чем за двенадцать предшествующих лет нашего с ним знакомства. Слава, всемирное признание сделали то, чего не смогло совершить время. Куда исчез торопливый докладчик, стремящийся выплеснуть на слушателей избыток новых идей и гипотез С трибуны вещал почтенный метр, оракул из Бодмина . [c.94]

Из Детройта все направились в Канаду, в Торонто, где предстоял 11-й Всемирный биохимический конгресс. Один из симпозиумов назывался Биоэнергетика . Его должен был открыть своим докладом Митчел. И вот я в зале отеля Ройял Йорк . Председательствующий приветствует англичанина как нобелевского лауреата. Забитый до отказа зал (толпятся в открытых дверях, стоят в проходах) встречает овацией появление Митчела. Здесь и те, что отдали годы жизни доказательству хемиосмотической гипотезы, и те, кому до совсем недавнего времени она казалась фантазией, и просто люди, пришедшие взглянуть на триумф золушки из ученых , как назвала Митчела в эти дни одна из канадских газет. [c.95]

А вот Л. Эрнстер, профессор из Стокгольма, член Нобелевского комитета. Не с его ли легкой руки получил Митчел свою премию Многие годы Эрнстер был сторонником старой химической гипотезы сопряжения, но уже в 1968 году я стал свидетелем его разговора с молодым голландцем К- Ван Дамом [c.95]

С момента первой публикации хемиосмотической гипотезы Митчел и его сторонники всегда приводили цитохромоксидазу как наиболее наглядный пример фермента-генератора. И вот теперь, когда гипотеза Митчела в целом уже доказана, вдруг появляется вихрастый молодой парень из Хельсинки и заявляет в глаза основателю мембранной биоэнергетики [c.113]

Именно с бактериородопсином удалось поставить опыты, окончательно доказавшие справедливость хемиосмотической гипотезы Митчела (об этом мы уже рассказали в первой части книги). Более того, изучая бактериородопсин, мы проникли глубже в тайну механизма протонных генераторов. Вот почему этот небольшой белок необычных бактерий, занявших в общем-то не слишком важную экологическую нишу в биосфере, вот уже десять лет приковывает к себе внимание биоэнергетиков всего мира. [c.121]

Проблема сопряжения окисления с фосфорилированием необыкновенно сложна и далека еще от окончательного разрешения. Ранние гипотезы по этому вопросу гипотеза химических переносчиков (Е. Слейтер, 1953) и конформационная гипотеза (П. Бойер, 1964) представляют в настоящее время лишь исторический интерес, хотя отдельные элементы той и другой в некоторой мере присутствуют в общепризнанной сейчас хемиосмотической гипотезе П. Митчела, поддержанной и развитой в нашей стране благодаря трудам В. П. Скулачева и сотр. [c.424]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология