ตัวกลางในกระบวนการออกซิเดชั่นฟอสโฟรีเลชั่นเกิดขึ้นได้อย่างไร?

ออกซิเดทีฟฟอสโฟรีเลชั่นเป็นกระบวนการพื้นฐานในการเผาผลาญของเซลล์ที่สร้างพลังงานส่วนใหญ่ของเซลล์ในรูปแบบของ adenosine triphosphate (ATP) มันเกิดขึ้นในเยื่อหุ้มไมโตคอนเดรียภายในในยูคาริโอตและพลาสมาเมมเบรนในโปรคาริโอต กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับชุดของปฏิกิริยารีดอกซ์ที่ถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากผู้บริจาคอิเล็กตรอนไปยังตัวรับอิเล็กตรอนสร้างการไล่ระดับสีไฟฟ้าเคมีที่ขับเคลื่อนการสังเคราะห์ ATP แต่ตัวกลางในกระบวนการนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร? มาดำน้ำกันเถอะ

พื้นฐานของการออกซิเดทีฟฟอสโฟรีเลชั่น

ก่อนที่เราจะพูดคุยเกี่ยวกับตัวกลางลองไปที่ขั้นตอนหลักของการออกซิเดชั่นฟอสโฟรีเลชั่นอย่างรวดเร็ว มันเริ่มต้นด้วยวัฏจักรกรดซิตริก (หรือที่เรียกว่าวัฏจักร Krebs) ซึ่งเกิดขึ้นในเมทริกซ์ยล ในระหว่างรอบนี้ acetyl - COA ถูกออกซิไดซ์และอิเล็กตรอนพลังงานสูงถูกจับโดยผู้ให้บริการอิเล็กตรอนเช่น nicotinamide adenine dinucleotide (NAD⁺) และ flavin adenine dinucleotide (FAD) ลดลงไปที่ NADH และFADH₂ตามลำดับ

ผู้ให้บริการอิเล็กตรอนที่ลดลงเหล่านี้จากนั้นส่งอิเล็กตรอนไปยังห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน (ETC) ซึ่งตั้งอยู่ในเยื่อหุ้มไมโตคอนเดรียภายใน ETC ประกอบด้วยคอมเพล็กซ์โปรตีนที่สำคัญสี่ตัว (คอมเพล็กซ์ I - IV) และผู้ให้บริการอิเล็กตรอนมือถือสองตัวคือ ubiquinone (q) และ cytochrome c เมื่ออิเล็กตรอนถูกส่งผ่านคอมเพล็กซ์โปรตอนจะถูกสูบจากเมทริกซ์ไมโตคอนเดรียไปสู่พื้นที่ระหว่างเมมเบรนสร้างการไล่ระดับสีโปรตอนเคมีไฟฟ้า

การก่อตัวของตัวกลางในห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน

Complex I (NADH: ubiquinone oxidoreductase)

เมื่อ NADH หนึ่งในผู้ให้บริการอิเล็กตรอนที่มีพลังงานสูงถึงคอมเพล็กซ์ I จะบริจาคอิเล็กตรอน NADH ถูกออกซิไดซ์กลับไปที่NAD⁺และอิเล็กตรอนจะถูกถ่ายโอนไปยัง Flavin Mononucleotide (FMN) ซึ่งเป็นกลุ่มเทียมของคอมเพล็กซ์ I. นี่เป็นขั้นตอนกลางแรก FMN ได้รับการลดลงเป็นFMNH₂เนื่องจากยอมรับอิเล็กตรอนจาก NADH

จากนั้นอิเล็กตรอนจะถูกส่งผ่านชุดของกลุ่มเหล็ก - ซัลเฟอร์ภายในคอมเพล็กซ์ I. กลุ่มเหล็ก - ซัลเฟอร์เหล่านี้ทำหน้าที่เป็นอิเล็กตรอน - ตัวกลางถ่ายโอน, การปิดขั้นตอนอิเล็กตรอน - โดยขั้นตอนสู่ ubiquinone เมื่ออิเล็กตรอนถึง ubiquinone มันจะลดลงเป็น ubiquinol (qh₂) ดังนั้นFMNH₂และกลุ่มเหล็กที่ลดลง - ซัลเฟอร์เป็นตัวกลางที่สำคัญในส่วนนี้ของกระบวนการ

คอมเพล็กซ์ II (succinate: ubiquinone reductase)

คอมเพล็กซ์ II มีส่วนร่วมในการออกซิเดชั่นของ succinate ซึ่งเป็นระดับกลางของวัฏจักรกรดซิตริก Succinate ถูกออกซิไดซ์เป็น fumarate โดย Complex II และอิเล็กตรอนจะถูกถ่ายโอนไปยัง FAD ซึ่งเป็นปัจจัยร่วมที่เชื่อมโยงกับคอมเพล็กซ์ II FAD ได้รับการลดลงเป็นFadh₂ซึ่งเป็นระดับกลางในปฏิกิริยานี้ จากนั้นอิเล็กตรอนจากFadh₂จะถูกส่งผ่านกลุ่มเหล็ก - ซัลเฟอร์ในคอมเพล็กซ์ II และในที่สุดไปยัง ubiquinone ลดลงไปที่ ubiquinol (qh₂) เช่นเดียวกับในคอมเพล็กซ์ I.

Ubiquinone และ Cytochrome C

Ubiquinol (qh₂) เป็นมือถือกลางที่สามารถกระจายได้อย่างอิสระภายในเยื่อหุ้มไมโตคอนเดรียภายใน มันถืออิเล็กตรอนจากคอมเพล็กซ์ I หรือ II ไปยังคอมเพล็กซ์ III ที่คอมเพล็กซ์ III, ubiquinol ถูกออกซิไดซ์กลับไปที่ ubiquinone และอิเล็กตรอนจะถูกถ่ายโอนไปยัง cytochrome c Cytochrome C เป็นตัวกลางมือถืออีกตัวหนึ่งซึ่งเป็น heme ขนาดเล็ก - ที่มีโปรตีนที่ส่งอิเล็กตรอนจากคอมเพล็กซ์ III ถึง IV ที่ซับซ้อน

คอมเพล็กซ์ III (Cytochrome BC₁คอมเพล็กซ์)

ปฏิกิริยาที่คอมเพล็กซ์ III เกี่ยวข้องกับกลไกที่ซับซ้อนที่เรียกว่าวัฏจักร Q Ubiquinol บริจาคอิเล็กตรอนหนึ่งตัวให้กับกลุ่ม heme ใน cytochrome B และอิเล็กตรอนอื่นให้กับกลุ่มเหล็ก - กำมะถัน จากนั้นอิเล็กตรอนจะถูกถ่ายโอนผ่านชุดของกลุ่ม heme และกลุ่มเหล็ก - ซัลเฟอร์ภายในคอมเพล็กซ์ III ถึง cytochrome c ในระหว่างกระบวนการนี้รูปแบบที่ลดลงและออกซิไดซ์หลายรูปแบบของกลุ่มเทียมภายในการกระทำที่ซับซ้อนเป็นตัวกลาง

คอมเพล็กซ์ IV (cytochrome c oxidase)

ในที่สุด Cytochrome C บริจาคอิเล็กตรอนให้กับ IV ที่ซับซ้อน อิเล็กตรอนจะถูกถ่ายโอนผ่านชุดของกลุ่ม heme และศูนย์ทองแดงภายใน IV ที่ซับซ้อน ออกซิเจน (O₂) ทำหน้าที่เป็นตัวรับอิเล็กตรอนสุดท้าย เมื่อเพิ่มอิเล็กตรอนลงในO₂จึงลดลงเป็นน้ำ (H₂O) ขั้นตอนกลางเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของสายพันธุ์ออกซิเจนที่ลดลงบางส่วนเช่นซูเปอร์ออกไซด์และเปอร์ออกไซด์ แต่สิ่งเหล่านี้จะถูกแปลงเป็นน้ำอย่างรวดเร็วเพื่อป้องกันความเสียหายต่อเซลล์

บทบาทของโปรตอน - แรงจูงใจและการสังเคราะห์ ATP

การสูบน้ำของโปรตอนลงในพื้นที่ระหว่างเมมเบรนระหว่างการถ่ายโอนอิเล็กตรอนจะสร้างการไล่ระดับสีโปรตอนเคมีไฟฟ้าหรือที่เรียกว่าแรงจูงใจโปรตอน แรงนี้มีสององค์ประกอบ: การไล่ระดับสีทางเคมี (เนื่องจากความแตกต่างของความเข้มข้นของโปรตอน) และการไล่ระดับสีไฟฟ้า (เนื่องจากความแตกต่างของการชาร์จ)

ATP synthase ซึ่งเป็นโปรตีนขนาดใหญ่ในเยื่อหุ้มไมโตคอนเดรียภายในใช้แรงจูงใจ - แรงจูงใจในการสังเคราะห์ ATP โปรตอนไหลกลับเข้าไปในเมทริกซ์ยลผ่านหน่วยย่อยF₀ของ ATP synthase และการไหลของโปรตอนนี้ขับเคลื่อนการหมุนของหน่วยย่อยF₁ ในขณะที่F₁ subunit หมุนมันจะเร่งปฏิกิริยาฟอสโฟรีเลชั่นของ adenosine diphosphate (ADP) และอนินทรีย์ฟอสเฟต (PI) เพื่อสร้าง ATP

ข้อเสนอของเราในฐานะซัพพลายเออร์ตัวกลาง

ในฐานะผู้จัดหาตัวกลางเราเข้าใจถึงความสำคัญของตัวกลางที่มีคุณภาพสูงในกระบวนการทางชีวเคมีต่างๆรวมถึงการวิจัยฟอสโฟรีเลชั่นออกซิเดชั่น เรานำเสนอตัวกลางที่หลากหลายที่สามารถใช้ในการวิจัยและการใช้งานอุตสาหกรรม

ตัวอย่างเช่นเรามีผง Halquinol เกรดสูงสุด C9H5Clnor, CAS: 8067 - 69 - 4 สำหรับยาสัตวแพทย์- ผลิตภัณฑ์นี้สามารถใช้ในการพัฒนายาสัตวแพทย์และความบริสุทธิ์สูงทำให้มั่นใจได้ว่าผลลัพธ์ที่เชื่อถือได้ในการวิจัยและการผลิต

ผลิตภัณฑ์ที่ยอดเยี่ยมอีกอย่างคือเกรดสูงสุด 1,3,6 - กรดแนฟทาเลเนทิซัลโฟนิก, เกลือโซเดียม, Trisodium Naphthalene - 1,3,6 - Trisulphonate, CAS: 5182 - 30 - 9- มันมีแอพพลิเคชั่นต่าง ๆ ในอุตสาหกรรมเคมีและอาจเป็นตัวกลางที่มีคุณค่าสำหรับปฏิกิริยาทางเคมีจำนวนมาก

เรายังให้Alpha Cyclodextrin, CAS: 10016 - 20 - 3, C36H60O30- อัลฟ่าไซโคลอฟทรินมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมยาและอาหารเนื่องจากโครงสร้างโมเลกุลและคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์

หากคุณต้องการตัวกลางที่มีคุณภาพสูงสำหรับการวิจัยหรือการผลิตของคุณอย่าลังเลที่จะติดต่อเราเพื่อรับการจัดซื้อและการอภิปรายเพิ่มเติม เรามุ่งมั่นที่จะจัดหาผลิตภัณฑ์และบริการที่ดีที่สุดเพื่อตอบสนองความต้องการของคุณ

การอ้างอิง

• Nelson, DL, & Cox, MM (2017) หลักการ Lehninger ของชีวเคมี WH Freeman
• Strier, L. , Berg, JM, & Tymical, JL (2012) ชีวเคมี WH Freeman