Разобщающие агенты

Одинаковый характер воздействия разобщающих агентов на черные углеводородные пленки и биологические мембраны дополнительно указывает на их большое сходство. Исследование механизма ионной селективности модифицированных черных пленок имеет еще важное самостоятельное значение в электрохимии при создании ионселективных электродов. [c.168]

Синтез АТР в митохондриях сильно ингибируется олигомицином. Однако имеются и, такие процессы, которые, потребляя энергию из цепи переноса электронов, в то же время нечувствительны к олигомицину. К таким процессам относится ионный транспорт через митохондриальную мембрану и другой энергозависимый процесс — обращенный поток электронов от сукцината к ЫАО+ (разд. Д,7). В обоих случаях олигомицин не оказывает никакого действия, однако динитрофенол и другие разобщающие агенты блокируют оба процесса. Все эти факты станут понятными, если предположить, что в присутствии олигомицина синтезируется высокоэнергетическое промежуточное соединение а обращенный поток электронов и перекачка ионов могут идти за счет свободной энергии гидролиза этого соединения без образования АТР. Динитрофенол разобщает все реакции, вызывая гидролиз Х- , а олигомицин воздействует только на синтез АТР. Эти наблюдения объясняются также гипотезой Митчелла, согласно которой ионный транспорт предшествует синтезу АТР. [c.422]

Свободное окисление, не сопряженное с синтезом АТФ, может протекать и при окислении субстратов в дыхательной цепи митохондрий, например при действии разобщающих агентов — веществ, разделяющих два сопряженных процесса — окисление и фосфорилирование. [c.207]

Некоторые химические вещества, например 2,4-динитрофенол (рис. 17-17), подавляют фосфорилирование ADP до АТР, не влияя при этом на перенос электронов в митохондриях. Они разобщают перенос электронов и синтез АТР, разрушая необходимую связь между этими процессами. Такие вещества называются поэтому разобщающими агентами. В их присутствии свободная энергия, выделяемая при переносе электронов, переходит в тепло, а не запасается в виде АТР. Раз- [c.529]

Одно время пытались использовать некоторые разобщающие агенты для борьбы с ожирением за счет понижения эффективности синтеза АТР. Оказалось, однако, что эти вещества крайне ток- [c.529]

Разобщающий агент. Вещество, которое разобщает процессы фосфорилирования ADP и транспорта электронов, например 2,4-динитрофенол. [c.1017]

Ферменты, сопрягающие перенос электронов с дыханием Митохондрии АДФ Фн АТФ, СОа (путем дыхания) Разобщающие агенты, АТФ Состояние частиц, присутствие катионов и т. д. Разнообразные соединения могут вызывать разобщение, что приводит К окислению без образования АТФ [c.366]

ПРИМЕНЕНИЕ РАЗОБЩАЮЩИХ АГЕНТОВ И ИНГИБИТОРОВ V. [c.397]

Разобщающие агенты окислительного фосфорилирования. Эти соединения (табл. 48, класс F) характеризуются следующими свойствами [c.397]

Экспериментально определяемые значения коэффициента Р/0, как правило, несколько ниже теоретически рассчитанных. Следовательно, процесс дыхания не всегда является процессом, жестко сопряженным с фосфорилированием. Нарушают систему сопряжения процессов окисления в дыхательной цепи и фосфорилирования так называемые разобщающие агенты (разобщители). К ним относятся вещества, подавляющие синтез АТФ (фосфорилирование), в то время как окисление субстратов, потребление кислорода (дьгхание) продолжаются. В качестве разобщителей в экспериментальной биохимии используют 2,4-динитрофенол, динитрокрезол, пентахлорфенол и др. В присутствии разобщителей коэффициент Р/0 равен нулю, а энергия окисления в этом случае трансформируется в тепловую форму. Следовательно, разобщители обладают пирогенным действием, т. е. повышают температуру тела. Большинство разобщающих агентов являются липофильными и их ингибирующее действие на процесс фосфорилирования легко объяснимо благодаря способности этих соединений обеспечить протонную проводимость сопрягающей мембраны митохондрий и тем самым препятствовать образованию электрохимического потенциала, а следовательно, и синтезу АТФ (15.3.5). [c.201]

Точная природа сопряжения между дыханием и фосфорилированием неизвестна. Это сопряжение, по-видимому, очень лабильно и исчезает при разрушении митохондрий замораживанием и оттаиванием, в результате старения, путем обработки гипотоническими растворами и т. д. Отношение Р/О служит очень удобной мерой степени сопряжения и часто используется в качестве показателя структурной целостности митохондрий. Ряд химических веществ (например, ДНФ, ионы кальция, тироксин, дикумарол и т. д.) в очень низких концентрациях ( 10 М) также способны разобщать дыхание и фосфорилирование. У митохондрий, подвергнутых действию разобщающих агентов, дыхание может происходить и в отсутствие АДФ и фосфата, но эти митохондрии больше не могут фосфорилировать АДФ в АТФ. Возможный механизм действия разобщающего агента —ДНФ — представлен на стр. 250. [c.245]

Эти данные позволяют предположить, что перенос водорода и фосфорилирование — это две отдельные реакции. Во время переноса водорода один из способных к восстановлению компонентов дыхательной цепи (А) связывается с образованием макроэргнче-ского промежуточного соединения А I (I — ингибитор или промежуточный продукт). Для того чтобы продолжался перенос водорода, из соединения А I должны регенерироваться вещества А и I. Превращение А I в А и I может осуществиться или в результате фосфорилирования (реакции 5.10 и 5.11), или при добавлении разобщающего агента (реакция 5.13). [c.250]

Рис. 17-17. Действие типичного разобщающего агента 2,4-динитрофенола. При pH 7 этот агент существует главным обрааом в виде аниона, не обладающего способностью растворяться в липидах. В протонированной форме 2,4-динитрофенол растворим в липидах и потому может проходить сквозь мембрану, перенося с собой протон. По другую сторону мембраны перенесенный протон отщепляется. Действуя таким образом, разобщающие агенты препятствуют возникновению градиента концентрации ионов Н между двумя сторонами мембраны. Подобные разобщающие агенты, переносящие ионы Н" , называют протонофо-рами.

Ионофорами (т.е. переносчиками ионов ) называют жирорастворимые вещества, способные связывать определенные ионы и переносить их через мембрану. От разобщающих агентов они отличаются тем, что переносят через мембрану не ионы Н" , а какие-нибудь другие катионы. Например, токсичный антибиотик валиномщин (рис. 17-18) образует жирорастворимый комплекс с ионами К" , легко проходящий через внутреннюю мембрану митохондрий, тогда как в отсутствие валиномицина ионы проникают сквозь нее с большим трудом. Ионофор грамицидин облегчает проникновение через мембрану не только К, но и Ка, а также некоторых других [c.530]

От всех NAD-зависимых реакций дегидрирования восстановительные эквиваленты переходят к митохондриальной NADH-дегидрогеназе, содержащей в качестве простетической группы FMN. Затем через ряд железо-серных центров они передаются на убихинон, который передает электроны цитохрому Ъ. Далее электроны переходят последовательно на цитохромы j и с, а затем на цитохром аа , (цитохромоксидазу), которая содержит медь. Цитохромоксидаза передает электроны на О2. Для того чтобы полностью восстановить Oj с образованием двух молекул HjO, требуются четыре электрона и четыре иона Н. Перенос электронов блокируется в определенных точках ротеноном, антимицином А и цианидом. Процесс переноса электронов сопровождается значительным снижением свободной энергии. В трех участках дыхательной цепи происходит запасание энергии в результате синтеза АТР из ADP и Р . Окислительное фосфорилирование и перенос электронов можно разобщить, воспользовавшись для этого разобщающими агентами или ионофорами, такими, как валиномицин. Для того чтобы могло происходить окислительное фосфорилирование, внутренняя митохондриальная мембрана должна сохранять свою целостность и должна быть непроницаемой для ионов Н и некоторых других ионов. Перенос электронов сопровождается выталкиванием ионов Н из митохондрий. Согласно хемиосмотической гипотезе (одной из трех гипотез, предложенных для объяснения механизма окислительного фосфорилирования), перенос электронов создает между двумя сторонами внутренней митохондриальной мембраны градиент концентрации ионов Н , при котором их концентрация снаружи выше, чем внутри. Предполагается, что именно этот градиент служит движущей силой синтеза АТР, когда ионы Н, возвращающиеся из цитозоля в матрикс, проходят через [c.545]

Разобщающие агенты при окислительном фосфорилировании. В нормальных митохондриях скорость переноса электронов строго согласована с потребностью в АТР. Поэтому если скорость использования АТР сравнительно невелика, то соответственно небольшой оказывается и скорость переноса электронов. Если же АТР расходуется с большой скоростью, то скорость переноса электронов тоже бывает высокой. В подобных условиях (при тесном сопряжении этих двух процессов) отношение Р/0, т.е. число образовавшихся молекул АТР, в расчете на один атом потребленного кислорода, когда донором электронов служит NADH, равно приблизительно 3. [c.548]

Тот факт, что при инкубации ткани печепи с тироксином увеличивается интенсивность дыхания и теплообразования и не изменяется концентрация АТР, согласуется с утверждением, что тироксин является разобщителем окислительного фосфорилирования. Разобщающие агенты понижают отношение Р/О в тканях это заставляет ткани увеличивать интенсивность дыхания, чтобы удовлетворить потребность в АТР. Наблюдаемое выделение тепла могло быть обусловлено также повышением скорости утилизации АТР тканью, стимулированной тироксином. В такой ткани возросшая потребность в АТР удовлетворяется за счет повышения уровня окислительного фосфорилирования (дыхания), что сопровождается выделением тепла. Несмотря на многочисленные исследования, детали регуляции тиреоидными гормонами скорости аэробного метаболизма остаются загадкой. [c.1000]

Некоторые вещества обладают способностью как in vitro, так и in vivo (в опытах со срезами тканей и изолированными митохондриями) разрывать сопряженность между дыханием и фосфорилировапием. К числу таких разобщающих агентов относится, например, динитрофенол, дикумарин, по-видимому, тироксин и некоторые другие. [c.250]

АТФ-аза. Митохондрии и фосфорилирующие частицы обладают способностью осуществлять быстрый гидролиз АТФ на АДФ и Фд. В отличие от подобных реакций, катализируемых другими мембранными системами, эта реакция сравнительно мало чувствительна к ионам Ка и К , а такя е к специфическому ингибитору уабаину. Активность митохондриальной АТФ-азы, низкая в эффективно функционирующих частицах, когда скорость дыхания контролируется фосфорилированием, становится высокой, когда нарушается согласованность обоих процессов в результате старения митохондрий или их частичного разрушения, а также в присутствии так называемых разобщающих агентов (к их числу относится, нанример, ДНФ). Это явление объясняют обращением процесса синтеза АТФ в результате усиления гидролиза какого-то нестойкого промежуточного продукта. [c.397]

Классическим разобщающим агентом является 2,4-динитрофенол (ДНФ), который в концентрации 10 М значительно тормозит синтез АТФ, в большинстве случаев не влияя на потребление кислорода. В митохондрии с сохран- ным сопряжением скорость окисления субстрата зависит от концентраций АДФ и Фн высокая скорость дыхания может быть достигнута только в том случае, если АДФ и Фн присутствуют в достаточном количестве. Это явление (дыхательный контроль) является, по-видимому, механизмом, при помощи которого в клетках регулируется скорость дыхания, так как процессы биосинтеза и другие энергозависимые реакции метаболизма с использованием АТФ обычно регенерируют АДФ и Фн. При наличии ДНФ митохондрия свободно дышит при полном отсутствии АДФ и Фн. Кроме того, ДНФ увеличивает способность препаратов митохондрий расщеплять АТФ на АДФ и Фн. По этими другим причинам (Слейтер [77]) действие ДНФ может быть представлено так [c.375]

Большинство сложных соединений, обладающих фенольными гидроксильными группами (например, усниновая кислота и ауреомицин), также являются разобщающими агентами (Броди [80]). По-видимому, фенольная гидроксильная группа активируется таким образом, что взаимодействует с промежуточным макроэргическим соединением в процессе фосфорилирования. К простым фенолам, по действию сходным с ДНФ, относятся /г-нитрофенол, трихлорфенол, пентахлорфенол, 2,6-динитрофенол и 2,6-динитро-4-изоамилфенол. Слейтер пришел к выводу, что именно отрицательно заряженный ион фенолята (нанример, XIX) вызывает разобщение, однако прямой корреляции между активностью и величиной pH нет. Эффективность замещенных фенолов зависит и от их растворимости в жирах, так как активность ряда 4-алкил-2,6-динитрофенолов повышается по мере увеличения алкильной группы от изобутила до изоцетила (Слейтер [77]). Это, по-видимому, связано с липидной природой матрикса митохондрий, в котором, как предполагается, локализовано фосфорилирование (Грин и Флейшер [78]). [c.377]

Паркер [81] сравнил разобщающую активность ряда нитро- и галогенза-мещенных фенолов. Несколько фенолов, включая и некоторые из вышеупомянутых, стимулируют дыхание митохондрий, активность аденозинтрифосфатазы и разобщают окислительное фосфорилирование. Другая группа, включающая о- и ж-нитрофенолы, о- и / ,-хлорфенолы и 2,4-дихлорфенол, значительно меньше стимулирует активность аденозинтрифосфатазы. Эти соединения являются менее активными разобщающими агентами и тормозят потребление кислорода примерно в такой же степени, как и фосфорилирование. [c.377]

Хотя теперь установлено, что окислительное фосфорилирование продолжается во время климактерического и постклимактерического периодов, вопрос о возможной роли в созревании плодов природных разобщающих агентов по-прежнему представляет интерес. Так, Варнер [87] отмечает, что до тех пор пока кто-либо не разработает способ определения работоспособности клеток, возможность частичного разобщения окисления и фосфорилирования исключить нельзя. В связи с этим следует отметить, что Миллерд и др. [63] нашли в спелых плодах авокадо какой-то термолабильный недиализуемый фактор, который отсутствовал в предклимактерических плодах и обладал способностью усиливать дыхание и снижать интенсивность фосфорилирования в митохондриях из бобов маша. Идентифицировать этот фактор пока не удалось предполагают, однако, что он представляет собой либо адено-зинтрифосфатазу, либо какое-то соединение со свойствами разобщающего агента. [c.487]

Были предложены многие гипотетические механизмы действия этилена. В гл. 25 мы обсуждали гипотезу Дженсена относительно связи между ауксинами и этиленом. Ни одно из всех многочисленных изменений, которые происходят в созревающем плоде, не удалось пока связать непосредственно с действием этилена. Высказывались предположения, что этилен действует непосредственно па ферменты, что он является коферментом или что он играет роль разобщающего агента, нарушающего сопряженность процессов окисления и фосфорилирования. Однако пока все это не более как догадки. Ван Флит [86] полагает, что этилен, подобно системе эфир — вода, действует как липотроп-пый агент, вызывая перераспределение кле- [c.501]

Исследование разобщения и сравнение разобщенных процессов с окислительным фосфорилированием позволяют глубже попять механизм самого фотофосфорилирования. Было показано, что ЭДТА удаляет из хлоропластов белок, служащий для сопряжения этих двух процессов. Б то же время механизм действия остальных, в химическом отношении совершенно различных, разобщающих агентов пока остается не выясненным. Понимание взаимодействия переноса электронов и фосфорилирования еще более затрудняется вследствие тех особенностей, которые свойственны различным медиаторам переноса электронов, особенно ферредоксину и ФМС. Так, например, согласно наблюдениям Дэвенпорта [20], скорость медиируемого фер-редоксином восстановления метгемоглобина может увеличиваться в присутствии аммиака, но не в присутствии фосфорилирующих аген- [c.576]

Ф II г. 234. Действие разобщающего агента ге-СРзО-КЦФГ на скорость восстановления феррицианида в отсутствие (темные кружки) или в присутствии (светлые кружки) доноров фосфата. [c.576]

Молекулярная биология клетки Том5 (1987) -- [ c.33 , c.34 ]

Основы биохимии Т 1,2,3 (1985) -- [ c.529 ]

Биохимический справочник (1979) -- [ c.200 ]

Молекулярная биология клетки Т.3 Изд.2 (1994) -- [ c.456 ]

Молекулярная биология клетки Т.3 Изд.2 (1994) -- [ c.456 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология