Цитохром Частицы

Рассматривая взаимное расположение частиц, в которых осуществляется перенос электронов, Грин и его сотрудники пришли к выводу, что отдельные звенья цепи переноса отделены друг от друга фосфолипид-ными мембранами, причем две частицы, именно кофермент Q и цитохром с, обладают подвижностью и переносят электроны между фиксированными цитохромами, совершая челночные движения через слой липидов. [c.184]

Электронный поток в электроно-транспортной цепи локализован в этих пяти многокомпонентных комплексах, или частицах, которые соответственно участвуют в переносе электронов от субстрата к НАД, от сукцината или НАД-Нг к О,, от С-Нг к цитохрому с и от восстановленного цитохрома с к молекулярному кислороду. Это исключительный случай направленного переноса потока электронов через частицы, или комплексы. [c.300]

Даже если иммобилизация непосредственно не влияет на фермент-субстратную реакцию, природа носителя может приводить к возникновению диффузионных барьеров. Так, изучая реакционную способность цитохрома с, иммобилизованного на гранулированной агарозе [41], авторы обнаружили, что, хотя потерю активности цитохрома с при взаимодействии с обеими оксидазами и, в меньшей мере, редуктазой удалось предотвратить, реагирует лишь цитохром, связанный с поверхностью гранул. Для используемых в качестве субстрата митохондриальных частиц недоступна большая часть цитохрома с, находящегося внутри пористых гранул. Аналогичные результаты получены и с иммобилизованными гидролазами их кажущаяся активность в случае субстратов с небольшими молекулами выше, чем для макромолекул. В общем случае гранулированные носители создают меньше диффузионных ограничений, чем волокнистые, а на плоских поверхностях реакции развиваются быстрее, чем в пористых материалах. [c.112]

Теория Митчелла получила ряд качественных подтверждений. Либерман и его сотрудники изучили транспорт ионов через искусственные фосфолипидные мембраны. В присутствии синтетических ионов, с зарядом, экранированным гидрофобными заместителями, например тетрабутиламмония N [(СПг)зСПз] 4 или тетрафенилбората В (СвП5)4, существенно повышается электропроводность системы. Эти ионы быстро диффундируют сквозь мембраны. Был изучен транспорт этих ионов через митохондриальные мембраны (ММ) и субмитохондриальные частицы (СМЧ), полученные путем обработки митохондрий ультразвуком. ММ и СМЧ оказываются ориентированными противоположным образом. Цитохром с локализован на внешней стороне ММ и на внутренней стороне мембраны СМЧ. Можно думать, что внутри-митохондриальное пространство заряжено отрицательно, а внутреннее пространство СМЧ — положительно. Энергизация СМЧ добавкой АТФ вызывает поглощение синтетических анионов, а деэнергизация ингибитором дыхания (актиномицином) или разобщителем окислительного фосфорилирования (производное фенилгидразона) вызывает выход анионов. Транспорт электронов в мембранах СМЧ сопровождается поглощением синтетических анионов. В свою очередь их транспорт нарушается ингибиторами электронного транспорта и разобщителями окислительного фосфорилирования. [c.436]

Два флавопротеидных фермента, играющих большую роль в дыхательной цепи, выделены в очищенном состоянии. Это сукцинатдегидрогеназа и НАД-Нг-цитохром-с-редуктаза. Сукцинатдегидрогеназа получена в виде почти гомогенного фермента из митохондрий бычьего сердца. Она содержит одну молекулу ФАД и 4 атома негеминового железа на молекулу фермента. Сукцинатдегидрогеназа катализирует восстановление сукцинатом феназинметасуль-фата и феррицианида метиленовый синий, цитохром с и кислород не восстанавливаются. НАД-Нг-цитохром-с-редуктаза выделена из сердечной мышцы и из частиц, переносящих электроны (см. стр. 225). Как и сукцинатдегидрогеназа, она содержит одну молекулу флавина (точное химическое строение его неизвестно) и 2—4 атома негеминового железа на молекулу фермента. Негеминовое железо у этих двух ферментов, вероятно, играет важную роль в восстановлении цитохрома с. Показано [3], что негеминовое железо в НАД-Нг-Цитохром-с-редуктазе во время катализа претерпевает восстановление и окисление. Недавно из растений были получены растворимые препараты сукцинатдегидрогеназы, а из митохондрий проростков гороха и из початка Arum в частично очищенном виде получена растворимая НАД-Нг-цитохром-с-редуктаза. [c.212]

Связь этих растворимых ферментов с дыхательной цепью не вполне ясна. В последовательном действии переносчиков водорода, рассмотренном на стр. 223, восстановление цитохрома с осуществляется при участии цитохромов 6 и j. Поскольку ни один из описанных выше растворимых ферментов не содержит в заметном количестве цитохрома, следует допустить, что эти растворимые ферменты действуют как-то в обход обычной последовательности реакций в дыхательной цепи. Кроме этих растворимых ферментов, из субклеточных частиц были выделены также НАД-Нг-цитохром-с-редуктаза и сукцинат-цитохром-с-редуктаза. По-видимому, оба эти выделенных из субклеточных частиц препарата являются фрагментами дыхательной цепи, содержащими все переносчики водорода, необходимые для восстановления цитохрома с в дыхательной цепи. Так в субклеточных частицах, содержащих НАД-Нг-цитохром-с-редуктазу и сукцинат-цитохром-с-редуктазу, кроме флавина и негеминового железа, присутствуют цитохромы Ь и j. [c.212]

Принцип этого метода в основном тот же, что и принцип метода, примененного Сенгером для определения последовательности аминокислот в молекуле инсулина. Вначале дыхательную цепь разделяют на фрагменты или механически (методом ультразвука), или путем разрушения липидного цемента детергентами, спиртами или дезоксихолевой кислотой. Затем фрагменты разделяют с помощью ультрацентрифугирования. Определяя химические и ферментные свойства этих фрагментов, можно реконструировать последовательность реакций интактной дыхательной цепи. Этот метод был впервые чрезвычайно успешно применен Грином и его сотрудниками. В целях удобства работу проводили почти исключительно на митохондриях животных. Дыхательная цепь особенно легко поддается расщеплению в некоторых точках, указанных на фиг. 62 буквами. При расщеплении в точке А из дыхательной цепи высвобождаются пиридинпротеиды, образуя фрагмент ( переносящую электрон частицу ), уже не способный окислять промежуточные продукты цикла Кребса, но получивший теперь способность окислять НАД-На (в отличие от интактных митохондрий). Таким образом, при расщеплении в точке А удаляются пиридин-протеиды, необходимые для дегидрирования кислот цикла Кребса, но в то же время открываются участки, пригодные для окисления НАД-Нг. Многочисленные исследования были проведены с так называемой переносящей электрон частицей . Расщепление в точках В Л О приводит к образованию фрагмента, обладающего сукци-нат-цитохром-с-редуктазной активностью, но не активного по отношению к связанным с пиридиннуклеотидами субстратам. Обычно наблюдается хорошее соответствие между ферментативной актив- [c.225]

Митохондрии. Форма митохондрий печени соответствует эллипсоиду вращения, у которого длинная ось равна 3,3 мк, а короткая <1 мк. Сухой вес одной частицы равен приблизительно 1,1-Ю г. В клетке печени крысы имеется около 800 Митохондрий, на долю которых приходится примерно 20% всего азота или белка клетки. Плотность митохондрий в 0,25 М сахарозе равна 1,099, а константа седиментации — 1-10 3. Приблизительно 40% всего сухого веса митохондрий составляют фосфолипиды, из которых наиболее характерным является кардиолипип, поскольку он локализован почти исключительно в митохондриях. Митохондрии сердечной мышцы содержат на 1 г белка 1,46 мкг-атом Си и 3,3—6,4 мкг-атом Ге, не связанных с гемом, а также 2,5 мкг-атом Ге гема (цитохром). Кроме того, они содержат на 1 г белка около 0,5—0,6 мкмоль флавина и 4 мкмоль кофермента Q (убихинона). В настоящее время имеются достаточные основания считать, что небольшие количества РНК (- 1% от белка) и ДНК (<1% от белка), ассоциированные даже с наиболее хорошо очищенными препаратами митохондрий, не являются примесями, а играют какую-то функциональную роль (быть может, в биосинтезе некоторых митохондриальных белков ). [c.253]

Ясно, что если учесть еще присутствие двух подвижных переносчиков, KoQ и цитохрома с (они почти полностью отделяются при выделении комплексов), то этого достаточно, для того чтобы полностью описать все окислительно-восстановительные реакции митохондриальной системы переноса электронов. Так, объединение комплекса I с комплексом 1TI позволяет получить митохондриальную НАД-Н цитохром с — оксидоредуктазу. Комплексы II и III в сочетании дают митохондриальную сукцинат цитохром с — оксидоредуктазу, а комплексы I + III + IV — митохондриальную НАД Н-оксидазу, комплексы II + П1 -j- IV — митохондриальную сукцин-оксидазу и, наконец, совокупность комплексов I, II, III и IV — всю цепь переноса электронов, т. е. НАД-Н- и сукциноксидазу вместе (XV. 18). Для того чтобы такая реконструированная цепь эффективно работала, необходимо все эти комплексы смешать друг с другом в стехиометрических соотношениях, взяв их в довольно высокой концентрации вместе с цитохромом с и коферментом Q. Последние два компонента представляют собой подвижные, жирорастворимые переносчики, способные связывать между собой различные процессы как в реконструированных системах, так и в целых электронпереносящих частицах (ЭПЧ) или митохондриях. Кофермент Q благодаря своей длинной алифатической боковой цепи хорошо растворим в. липидах, а цитохром с, который представляет собой водорастворимый белок, становится жирорастворимым, соединяясь с митохондриальными фосфолипидами. Наиболее убедительные доказательства того, что реконструированная из четырех комплексов цепь переноса электронов точно воспроизводит цепь интактной митохондрии, были получены в опытах с использованием ингибиторов. [c.390]

Подобно тому как все клетки независимо от степени их различия содержат, как правило, ограниченный одинаковый набор субклеточных частиц, они также обладают одинаковым в общих чертах набором ферментов. Конечно, встречаются и исключения из этого правила, однако сходство оказывается гораздо большим, чем различия. Рассмотрим, к примеру, цитохром с. Его молекула представляет собой полипептидиую цепь, состоящую из 104—108 аминокислотных остатков и содержащую ковалентно связанную геминовую простетическую группу. Состав и последовательность аминокислот в цитохроме с [c.15]

Эта реакция была обнаружена во фракции субклеточных частиц Е. oli. Однако недавно эту нитратредуктазу удалось перевести в растворимое состояние и очистить цитохром Ъ . В процессе очистки теряется липидный фактор, что может быть восполнено добавлением витамина Кз. [c.283]

В других работах с применением такой же методики получения фр ягментированных частиц разных размеров показано, что в хлоропластах шпината цитохромы f и связаны с фотосистемой I, а цитохром b jg - с фотосистемой II (Б, rdman,Anderson, 1967). [c.190]

Цитохром Ьссо, по имеющимся пока немногим даняым, связан с фотосистемой П и участвует только в нециклическом переносе электрона. В опытах с фрагментацией хлоропластов этот цито-хром обнаружен преимущественно или только в частицах, обогащенных фотосистемой П, [c.199]

Митохондриальная цепь переноса электронов может быть поочередно разделена на один из пяти ферментативно активных сегментов, которые могут быть в форме частиц или растворимых комплексов. Это 1) растворимый комплекс ферментов цикла трикарбоновых кислот 2) комплекс сукцинат- -редук-тазы 3) частица HAД-H2-Q-peдyктaзы 4) частица С-Нг-цито-хром с редуктазы 5) частица цитохром с-оксидазы (здесь О, обозначает убихинон или его производные). При соответствующих условиях полная цепь электронного переноса может быть составлена рекомбинацией различных сегментов. [c.300]

Образование таких восстановленных коферментов, как НАД-Нг или ФАД -Нг при окислении какого-либо богатого энергией питательного вещества сопровождается лишь переносом химической энергии от одной молекулярной частицы к другой. Преимущество коферментов как системы заключается в том, что они могут участвовать в сопровождающихся выделением энергии процессах, характерных для самых различных типов тканей и ферментов. Содержание энергии в восстановленных коферментах можно легко оценить. В табл. 1 приведены стандартные электродные потенциалы Е ) для некоторых биологически важных реагентов. Мы включили в эту таблицу содеря ащий железо протеин цитохром с для того, чтобы показать, что окислительно-восстановительный потенциал пары Ке /Ре заметно изменяется, если металл образует хелат с белком. Другой содернмщий железо белок — ферредоксин — мы рассмотрим более подробно позднее, укажем только, что восстановленный ферредоксин является мощным восстановителем [4,5]. [c.159]

Мы не можем утверждать, что в клетке есть только те органеллы, которые идентифицированы, выделены или обогащены с помощью описанных выше методов. Более того, гомогенность некоторых препаратов органелл вызывает сомнения. Бюфоидр. [332] показали, что окислительные ферменты и белки эндоплазматического ретикулума (ЫАОРН-цитохром с-редуктаза, цитохромы Ьъ и Р-450) могут быть локализованы на мембранах, способных частично отделяться от мембран, несущих гидролитические ферменты (глюкозо-6-фосфатазу, эстеразу, р-глюку-ронидазу). Неоднократно сообщалось о гетерогенности митохондрий, выделенных с помощью центрифугирования в градиенте плотности и дифференциального центрифугирования. Гетерогенность может проявляться в неравномерном распределении ферментов в популяции частиц или в других свойствах, таких, как проницаемость для сахарозы [3710] или способность включать аминокислоты [4082]. Причиной гетерогенности митохондрий может явиться также различие в их возрасте различия в размерах этих органелл могут приводить к различиям в соотношениях между площадью мембраны и объемом матрикса, что может также проявиться в гетерогенности некоторых свойств. [c.89]

Рис. 5.5. Спектры поглощения цитохромов в видимой области. Абсолютные спектры восстановленной и окисленной форм цитохрома с (А) и Б] получены на очищенном препарате с помощью двухлучевого спектрофотометра, в котором кювета сравнения содержала воду. В. Дифференциальный спектр цитохрома с (восстановленная минус окисленная формы очищенного цитохрома с). Кювета измерения содержала восстановленный цитохром с, а кювета сравнения — окисленный цитохром с. Г. Дифференциальный спектр субмитохондриальных частиц из сердца быка, снятый при комнатной температуре (разность спектров СМЧ в восстановленном. и окисленном состоянии. В кювету с образцом СМЧ был добавлен дитионит, а в кювету сравнения — феррицианид. Д. Тот же спектр, что и в Л но записанный при температуре жидкого азота (77 К). Обратите внимание, что а-полосы стали более узкими. (С любезного разрешения Ingledew.)

Такой результат не объяснялся схемой цитохромоксидазы, рассмотренной Митчелом. Ведь цитохром с — донор электронов, окислен 1е его железа (Ре +) само по себе не может приводить к выделению ионов Н+. Чтобы свести концы с концами, Викстрем предположил, что цитохромоксидаза переносит через мембрану не только электроны, но и протоны, причем потоки этих заряженных частиц направлены в разные стороны электроны движутся внутрь, а протоны — наружу. [c.112]

Анализ распределения ферментов во фракционируемых тканях основан на двух общих принципах. Первый из них заключается в том, что все частицы данной субклеточной популяции содержат одинаковый набор ферментов. Второй предполагает, что каждый фермент локализован в каком-то определенном месте внутри клетки. Если бы это положение было верно, то ферменты могли бы выступать в роли маркеров для соответствующих органелл например, цито-хромоксидаза и моноаминооксидаза служили бы ферментами-маркерами митохондрий, кислые гидролазы — маркерами лизосом, каталаза — маркером пероксисом, а глюкозо-6-фосфатаза — маркером мембран микросом. Оказалось, однако, что некоторые ферменты, например малатдегидрогеназа, Р-глюкуронидаза, НАДФ Н-цитохром-с-редуктаза, локализованы более чем в одной фракции. Поэтому к выбору ферментов-маркеров субклеточных фракций в каждом конкретном случае следует подходить с большой осторожностью. Более того, отсутствие фермента-маркера еще не означает отсутствия соответствующих органелл. Вполне вероятно, что при фракционировании происходит потеря фермента органел-лами или он ингибируется или инактивируется поэтому для каждой фракции обычно определяют не менее двух ферментов-маркеров. [c.56]

Под агрегированньпи состоянием белка подразумевают такую структуру белковых частиц, которая представлена неопределенным и изменяющимся в широких пределах числом полипептидных цепей. При этом агрегация мономеров тоже не приводит к формированию каких-либо особых свойств у белка, находящегося в таком структурном состоянии. Так, цитохром с (и другие цитохромы) обладают резко выраженной способностью к агрегации молекул друг с другом, но этому явлению не сопутствует изменение свойств фермента. [c.76]

Хотя реакции свободного окисления идут и в цитозоле, и на мембранах различных субклеточных структур, средоточием их являются мембраны эндоплазматической сети клетки. Так как последние при гомогенизации клеток и фракционировании субклеточных частиц гомогената дают фракцию микросом, которая может быть получена в виде препарата, то сейчас активно изучаются организация и функции микросомальной дыхательной цепи. Ее первая особенность сводится к тому, что, несмотря на наличие ферментов цепи переноса электронов, ни в одном пункте этой цепи не происходит сопряжения с фосфорилированием АДФ. Вторая особенность заключается в своеобразии структуры и функциональной активности цитохромов 6 5 и Р-450), входящих в ее состав. В частности, цитохром Р-450 (Л/а 50000, гемопротеин, первичная структура более десятка его форм распшфрована) обладает множеством (сотни, а может быть, и тысячи) форм, возникающих в ответ на введение (или попадание) в организм того или иного класса ксенобиотиков, подобно тому, как антитела синтезируются в ответ на присутствие антигенов поэтому цитохром Р-450 считают своего рода мембранным иммуноглобулином . [c.417]

Митохондриальные мембраны печени могут продуцировать до 24 нмолей Ог /мин-мг белка ткани [114] и, видимо, являются одним иЗ главных физиологических источников супероксидных анионов, большинство из которых с помощью фермента супероксиддисмутазы конвергирует в Н2О2 (реакция 30), поддерживая стационарную концентрацию О2" внутри митохондрий, равную S-IO M или несколько выше [557]. Так как на участке сукцинатдегидрогеназа—цитохром Ь в дыхательной цепи происходит переход от двух- к одноэлектронЕОму переносу, можно ожидать, что место генерации О2 локализовано именно здесь. Действительно, отмытые субмитохондриальные частицы, т. е. не содержащие супероксиддисмутазы, в присутствии сукцината или антимицина А генерируют от 4 до 7 нмоль Ог /мин мг белка, что дает отношение 02 /Hz02, равное 1,5-2,1 [109-111, 198, 373, 374, 428]. [c.177]

In vitro в условиях высоких концентраций солей или низких значений pH очищенные препараты ВТМ образуют паракристаллические агрегаты, в которых палочки упакованы каким-то регулярным образом конец в конец, однако расположение частиц по длинной оси агрегата оказывается неправильным. Майлн [12173 показал, что смешивание очищенного ВТМ с некоторыми основными белками, такими, как цитохром с или гистоны, при соответствующих значениях pH и ионной силы приводит к образованию кристаллов, выпадающих в осадок. С помощью электронной микроскопии обнаружено, что эти кристаллы построены из параллельных рядов палочкообразных частиц, соединенных конец в конец (фото 49, В). Имеет ли это наблюдение какое-либо отношение к образованию кристаллов in vivo, ие установлено, однако оно подтверждает предположение о возможности участия мелких основных белков невирусной природы в процессе формирования кристаллов. [c.212]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология