Электрон-транспортная цепь система

Заключение. В процессе фотосинтеза происходит превращение энергии света в биохимическую энергию. Первичное действие света состоит в том, что в фотохимических реакционных центрах электроны донора переносятся на акцептор в термодинамически невыгодном направлении. По крайней мере часть электронов возвращается по электрон-транспортной цепи к реакционным центрам. Благодаря особому расположению компонентов электрон-транспортной системы в мембране это сопровождается направленным переносом протонов и созданием протонного потенциала. Таким образом, аппарат фотосинтеза-это прежде всего протонный насос, приводимый в действие светом. Протонный потенциал обеспечивает возможность преобразования энергии путем фос- [c.392]

Фотосинтетические мембраны сходны по строению и химическому составу с плазматической мембраной (табл. 2.1), но, кроме того, содержат пигменты, поглощающие свет (бактериохлорофиллы и каротиноиды), а также компоненты фотосинтетической электрон-транспортной цепи (цитохромы, убихинон) и фосфорилирующей системы. [c.49]

Некоторые из этих компонентов переносят электроны, другие переносят водород. Взаиморасположение переносчиков в мембране таково, что при транспорте электронов от субстрата к кислороду протоны (Н ) связываются на внутренней стороне мембраны, а освобождаются на внешней. Можно представить себе, что электроны в мембране проходят зигзагообразный путь и при этом переносят протоны изнутри наружу. Эта система, транспортирующая электроны и протоны, получила название дыхательной или электрон-транспортной цепи. Иногда ее образно называют протонным насосом , так как главная функция этой системы— перекачивание протонов. [c.235]

Электрокаталитические эффекты могут оказаться весьма полезными при решении проблемы фотолиза воды видимым светом с применением биологических принципов и биологических объектов. Задача сводится к проблеме переноса электронов из электронно-транспортной цепи фотосинтеза на электроды подходящей природы. На этой основе могут быть созданы как фотоэлектрические преобразователи, так и системы фоторазложения воды на водород и кислород. [c.70]

Передача электрона и водорода осуществляется с участием сложной системы ферментов и функционально близких к ним соединений, которые совместно с ферментами образуют единую цепь, именуемую электронно-транспортной цепью (ЭТЦ). [c.147]

Однако есть и существенное отличие Внутренняя мембрана хлоропластов не образует крист и не содержит в себе цепи переноса электронов. Фотосинтезирующая поглощающая свет система, электрон-транспортная цепь и АТР-синтетаза находятся в третьей мембране. [c.461]

В настоящее время твердо установлено, что фотосинтетические пигменты и прежде всего хлорофилл так или иначе ассоциированы с мембранной системой хлоропластов. В мембранной системе локализована также электронно-транспортная цепь фотосинтеза (на каждый тила-коид приходится около 200 цепей). [c.98]

Системы, образующие А яН+ из внешних ресурсов, называются первичными генераторами, а системы, образующие электрохимический потенциал за счет внутренних ресурсов, — вторичными генераторами А яН+. К первичным генераторам А яН+ относятся мембраны фотосинтезирующих бактерий (которые преобразуют энергию света в A[.iH+ с помощью трех различных механизмов циклической редокс-цепи, нециклической редокс-цепи и с помощью бактериородопсина), компоненты электрон-транспортной цепи митохондрий, мембраны хлоропластов. [c.121]

Итак, в результате исследования кинетики и механизма инактивации электронно-транспортной цепи хлоропластов в процессе старения показано, что процесс трансформации исходного состояния электронно-транспортной цепи в промежуточное Х связан с инактивацией способности фотосинтетической мембраны к образованию трансмембранного градиента pH, а процесс необратимой инактивации состояния X, — с инактивацией системы разложения воды. Позитивной особенностью рассмотренной кинетической модели является возможность расчленить сложный процесс инактивации электронно-транспортной цепи хлоропластов на отдельные стадии и исследовать влияние различных факторов непосредственно на индивидуальные стадии. [c.279]

Примером окислительно-восстановительных реакций in vivo является перенос электронов в хлоропластах и митохондриях. В обоих случаях в системе имеется цепь переносчиков, по которым передаются электроны (и,возможно,ионы водорода). В митохондриях электроны от НАД - Н или сукцината в конечном счете переносятся на кислород, а в хлоропластах существует нециклический процесс передачи электронов от молекулы воды к НАДФ+. Каждому из переносчиков, участвующих в этом процессе, присущ свой окислительно-восстановительный потенциал. В митохондриях переносчик с самым отрицательным окислительно-восстановительным потенциалом стоит в цепи первым, а с самым положительным — последним. Электроны передаются по цепи от одного переносчика к другому, и в результате этого процесса энергия запасается в виде АТФ. В хлоропластах процесс передачи осложнен тем, что в двух местах транспортной цепи электрон переходит от соединения с более положительным окислительно-восстановительным потенциалом к соединению с более отрицательным потенциалом на этих этапах используется энергия солнечного света. Остальные переносчики в цепи располагаются в порядке возрастания их потенциалов, и электроны от предьщущего переносчика к последующему могут переходить самопроизвольно. Суммарный же процесс нуждается в притоке энергии и не может происходить в темноте. [c.230]

Протонный насос в отличие от других АТРаз синтезирует АТР благодаря наличию градиента протонов. Данная система выделена из митохондриальной мембраны, частично охарактеризована биохимическими методами и путем анализа реконструированных систем. Методом электронной микроскопии высокого разрешения определена трехмерная структура светозависимого протонного насоса галофильных бактерий. Все эти данные подтверждают ряд выдвинутых ранее гипотез о том, что такие транспортные системы состоят из а-спиральных полипептидных цепей, пронизывающих мембрану. [c.185]

Содержит цепи переноса электронов, сукцинатдегидрогеназу, АТР-синтезирующие ферменты и различные мембранные транспортные системы. Для большинства ионов небольшого размера она непроницаема [c.510]

АТР. Они обладают особым аппаратом дыхательной электрон-транспортной) цепью и ферментом АТР-синтазой, обе системы у прокариот находятря в плазматической мембране, а у эукариот-во внутренней мембране митохондрий. Ведущие свое происхождение от субстратов восстановительные эквиваленты (Н или электроны) в этих мембранах поступают в дыхательную цепь, и электроны переносятся на О 2 (или другие терминальные акцепторы электронов). В дыхательной цепи происходят реакции, представляющие собой биохимический аналог сгорания водорода. От химического горения молекулярного водорода они отли-чг ются тем, что значительная часть свободной энергии переводится при этом в биологически доступную форму, т.е. в АТР, и лишь небольшая доля рассецвается в виде тепла. [c.235]

Две описанные выше пигментные системы связаны между собой электрон-транспортной цепью, важным звеном которой является пластохинон. Подобно убихинону в дыхательной цепи, пластохинон в фотосинтетической электрон-транспортной цепи находится в большом избытке и выполняет функцию накопителя (депо) электронов. Этот накопитель может вмещать не менее 10 электронов (на 1 молекулу Хл йц), поступающих от Х320. Окисление пластохинона осуществляет фотосистема I, т.е. электроны накопителя расходуются на заполнение дырок в Хл а , От пластохинона электроны передаются цитохрому / (мембраносвязанному цитохрому типа с), затем пластоцианину (растворимый медьсодержащий белок) и, наконец, хлорофиллу а . Таким образом, пластохинон выполняет важную функцию накопления и дальнейшей передачи электронов, поступающих из нескольких (как минимум десяти) электрон-транспортных цепей. [c.388]

Связанная с электроно-транспортной цепью функциональная единица является комплексом вспомогательных ферментов н кофакторов, которые участвуют в выполнении цикла трикарбоновых кислот, цикла жирных кислот и в превращениях веществ, вступающих в эти циклы. Эти ферменты тесно связаны с функциональной единицей. Каждая функциональная единица связана с набором вспомогательных ферментов и кофакторов. Если митохондрия подвергается зву-ково11 обработке, больщинство этих вспомогательных ферментов и кофакторов отделяется от структурной электроно-транспортной системы и способность к окислению в циклах трикарбоновых и жирных кислот теряется. Отсюда ясно, что связь между частью митохондрии и вспомогательными компонентами непрочная. [c.298]

Существует несколько рабочих гипотез, исходя из которых пытаются объяснить механизм фотореактивации II. Согласно одной из них, свет с длиной волны 334 нм подавляет рост н деление клеток, создавая тем самым благоприятные условия для работы системы темновой репарации — повышение эффективности выщепле-ния — замещения димеров. Исходя из другой гипотезы, непрямую фотореактивацию связывают с разрушением в клетке хинонов, входящих в состав электронно-транспортной цепи. [c.296]

Такая возможность была использована авторами при разработке принципа комбинаторного усложнения биоструктур за счет взаимодействия и объединения в надмолекулярной структуре отдельных субъединиц и блоков. Это привело к обоснованию происхождения дупликации ССИВС в ферментных системах и появления механизма попеременной работы параллельных ССИВС в электронно-транспортных цепях со сменой входов и выходов [c.4]

Предполагаемые механизмы переноса электронов в цитохро-мах. В переносе электронов в электронно-транспортной цепи одну из центральных ролей играют специализированные белки — цитохромы. Наиболее изученным является цитохром с, данные по рентгеноструктурному анализу (РСА) которого, с разрешением 1,5 и 1,8 А° для ферро- и ферри-форм, соответственно, были опубликованы в работе [129]. Существенно, что в ранних работах группы Диккерсона предполагался механизм переноса электронов, основанный на перекрывании л-орбиталей трех ароматических колец — тир 74, тир 67 и три 59. Однако квантовохимические расчеты, проведенные в работе [131], показали, что такой перенос вряд ли возможен. Сами авторы работы [131], исследовавшие ферроцитохром с малого тунца, предложили иную модель. В области гема, по данным РСА, локализована довольно протяженная система из полярных аминокислот, связанных водородными связями. Особенностью этих аминокислот является их эволюционный консерватизм. Была предложена гипотетическая схема переноса электронов по системе из аминокислот, сопровождающаяся перестройкой водородных связей и смещением некоторых аминокислот. В целом, однако, они отмечают, что для перехода из окисленного состояния в восстановленное необходимы лишь слабые различия в молекуле, что подтверждается данными по структуре феррици-тохрома с малого тунца [83]. [c.52]

Установлено, что от цитозольного НАДН + Н восстановленные эквиваленты сначала при участии фермента малатдегидрогеназы (рис. 10.11) переносятся на цитозольный оксалоацетат. В результате образуется малат, который с помощью системы, транспортирующей дикарбоновые кислоты, проходит через внутреннюю мембрану митохондрии в матрикс. Здесь малат окисляется в оксалоацетат, а матриксный НАД восстанавливается в НАДН + Н, который может теперь передавать свои электроны в цепь дыхательных ферментов, локализованную на внутренней мембране митохондрии. В свою очередь образовавшийся оксалоацетат в присутствии глутамата и фермента АсАТ вступает в реакцию трансаминирования. Образующиеся аспарат и а-кетоглутарат с помощью специальных транспортных систем способны проходить через мембрану митохондрий. [c.351]

Завершающим этапом биологического окисления является тканевое дыхание, в результате которого происходит перенос водорода (протонов электронов) от субстрата (НАД-Н или сукцината) на молекулярный кис-лород. Этот процесс осуществляется при каталитическом участии системы коферментов, входящих в электроно-транспортную дыхательную цепь ми- I тохондрий животных тканей, последовательно осуществляющих реакции окислительно-восстановительных превращений. [c.559]

В растениях бутидазол ингибирует процесс переноса электронов в двух точках транспортной цепи, из которых первая расположена в восстанавливающей стороне фотосинтетического аппарата, а вторая — в окисляющей стороне системы. Бутидазол не действует как разобщитель фосфорилирования или ингибитор переноса энергии [56]. [c.616]

ЦИТОХРОМРЕДУКТАЗЫ — ферменты или ферментные системы класса оксидоредуктаз, катализирующие перенос электронов и (или) водорода от различных субстратов па цитохромы. Цптохромредук-тазы делятся на две группы 1) сложные системы ферментов, входящие в электроно-транспортные дыхательные цепи митохондрий животных тканей 2) растворимые ферменты, имеющие относптельно простые структуру и функции. [c.441]

Вследствие сложного характера миграционных и электронно-транспортных взаимоотношений между структурными элементами, размещенными в мембране, фотосинтетическая машина приобретает черты статическо-динамической системы, в которой для энергии кванта света обычно находится канал утилизации если свой загружен, закрыт переработкой предыдущего кванта, будет использован параллельный или соседний канал. Так сформировались представления о так называемой муль-тицентральной модели фотосинтетических единиц. Согласно этой модели, достаточно большое число взаимодействующих между собой фотохимических центров включено в единую систему пигментов-светосборщиков и цепей транспорта электронов, в которой каждый центр равновероятно конкурирует за квант поглощенного света. [c.100]

Мы описали процесс начальных электронно-колебательных взаимодействий (рис. 11.7), которые обеспечивают туннелирование электрона и закрепление его на молекуле акцептора за счет потери части электронной энергии (< 0,1 эВ). Появление электрона на акцепторе вслед за этим индуцирует более глубокие конформационные перестройки в комплексе, что, собственно, и составляет природу электронно-конформационных взаимодействий. Начальная колебательная релаксация происходит за время 1010с и связана со смещениями ядер на доли ангстрема (<0,1 A). Конформационные перестройки длятся, как правило, намного дольше (до 10 - Ю с) и могут быть сопряжены со смещениями ядер порядка нескольких ангстрем. Эти перестройки носят уже функциональный характер. В частности, в фотосинтетической системе переноса электрона они включают образование таких контактных состояний между переносчиками, которые обеспечивают направленное туннелирование между ними в транспортной цепи. Сопряжение функциональной активности переносчика электрона с его внутримолекулярной подвижностью качественно имеет следующий характер. Простетическая акцепторная группа 1 переносчика в отсутствие электрона совершает стохастические движения по механизму ограниченной диффузии (см. рис. 9.1) вдоль конформационной координаты Л (кривая 1 на рис. 11.8). При движении она попадает в точку Ri, где принимает электрон от внешнего донора. Этот акт происходит по механизму туннелирования с закреплением электрона и потерей части энергии (< 0,1 эВ) по колебательным степеням свободы внутри донорно-акцепторного комплекса. Восстановление группы I изменяет ее зарядовое состояние и характер взаимодействия с окружением внутри белка. В результате она переходит с кривой 1 (Ui(ii)) на другую кривую 2 (иг(Л)) конформационной энергии. Теперь, двигаясь стохастически вдоль конформационной координаты R, группа I попадает в точку Ri, здесь она отдает электрон внешнему акцептору и возвращается вновь на кривую 1 (Ui(R)). Надо ясно понимать, что само по себе стохастическое движение вдоль конформационной координаты идет с диссипацией энергии и не может быть сопряжено с ее запасанием. На своем пути молекулярная группа может взаимодействовать с окру- Модель [c.124]

Это предположение основано на линейном подходе к анализу системы, согласно которому при малых возмущениях отклик ее линеаризуется. Известно, что только наиболее быстрые стадии трансформации энергии в хлоропластах связаны с большими энергетическими ступенями , как, например, процесс возбуждения хлорофилла (Рубин, Кренде-лева, 1975). По-видимому, эти процессы являются сильно нелинейными. Однако последующие стадии, сопряженные с переносом электронов по редокс-цепям, в частности Н+-транспорт, протекают как последовательность переходов по частным энергетическим ступенькам, высота каждой из которых невелика. Это дает основание полагать, что процессы Н+-транспорта являются по своим динамическим характеристикам линейными или, по крайней мере, не содержат существенных нелинейностей типа разрыва функции, порога насыщения и т. д. Отсюда проистекает возможность использования для описания Н+-транспортных процессов хорошо развитых методов исследования динамических систем. Существенно, что эти методы позволяют на основе анализа отклика системы (данных о параметрах Аг, N [c.180]

Для ряда транспортных систем непосредственным источником энергии служит не гидролиз АТР, а градиент концентрации ионов. Так, активный транспорт глюкозы и аминокислот в ряде животных клеток сопряжен с одновременным входом Ма такой процесс называется котранспортом. Одновременный вход Ка и глюкозы обеспечивается специфическим симпортом. (Ка + К )-насос создает тот фадиент концентрации ионов Ка, который необходим для сопряженного входа Ма и глюкозы. У бактерий, как правило, непосредственным источником энергии для симпортов и антипортов служит градиент концентрации Н, а не Ма. Например, активный транспорт лактозы, осуществляемый пермеазой для лактозы, сопряжен с входом протона в бактериальную клетку. Этот транспортный процесс протекает за счет протонодвижущей силы, генерируемой переносом электронов по дыхательной цепи. Бактериям свойствен и иной тип транспорта, а именно так называемая транслокация фупп в этом случае происходит модификация растворенного вещества в процессе переноса. Так, фосфотрансферазная система, переносящая сахара, фосфорилирует их (например, глюкозу в глюкозо-6-фосфат) по мере поступления в клетку. Донором фосфорильной Фуппы в этом процессе служит фосфоенолпируват. Фосфорилирование опосредовано тремя разными ферментами и небольшим белком (НРг) - переносчиком фосфорильной Фуппы. [c.324]