C3181 Biochemie
23a_Redoxní pochody, dýchací řetězec
10/6/2014
1
Petr Zbořil

Obsah
•Redoxní reakce v biochemii, rozdělení, smysl a význam. •Respirační řetězec, jeho komponenty
(cytochromy, ubichinon), struktura komplexů I - IV.
•
10/6/2014
Petr Zbořil
2

Význam oxidoredukčních pochodů v biochemii
•Přeměna substrátů
oOxygenace, hydroxylace,
oSyntézy, transformace, anabolismus
oRůznorodá skupina, kvantitativně minoritní
•
•Energetický význam
oUvolňování resp. ukládání metabolicky využitelné energie
oKvantitativně převládá, uniformní (ne však jednoduchá)
10/6/2014
Petr Zbořil
3

Charakteristika enzymů
•Enzymy skupiny oxidoreduktas – EC 1…
•Názvosloví systematické
odonor:akceptor oxidoreduktasa
•Triviální
odehydrogenasy – odebírají elektrony ze substrátu
ooxidasy – předávají elektrony na kyslík (finální akceptor) – tvoří H2O
oaerobní dehydrogenasy – přenos elektronů ze substrátu na kyslík – tvoří H2O2
oreduktasy (jiný akceptor)
operoxidasy, katalasy
ooxygenasy (mono- a di-)
•
10/6/2014
Footer Text
4

Obecné pojmy a vztahy
•Oxidace a redukce
opřenos elektronů – donor : akceptor
o
•Směr přenosu
ozáležitost E (formálně E0)
oparametry látky a kvantitativních poměrů
•
•ΔG0 = - nF.Δ E0  ΔG = - nF.ΔE
•
•E’ = E0’ + RT/nF . ln (aox/ared)
•
•E’ resp. E0’ pro nestandartní podmínky
•
10/6/2014
Footer Text
5

Pochody zajišťující transformaci a využívání energie
•Složité systémy enzymů jako přenašečů elektronů
oUmožňují konversi energie na metabolicky využitelnou formu (typicky ATP, ale i jiné)
oJednoduchý pochod – jednostupňová oxidace – energie jako teplo – smysl přeměna substrátů
•Dýchací (respirační) řetězec – zdroj energie
oSystém navazujících přenašečů elektronů
oSubstrát (primární donor) – finální akceptor (obvykle O2 – alternativy)
oSynonymum řetězec přenosu elektronů
oUspořádání přenašečů – sekvence dle E0’
•Komplex uskladňující energii uvolněnou oxidací
•Spřažení obou pochodů
•
10/6/2014
Footer Text
6

Schema dýchacího řetězce
•
•
•
•
•
•
•
•
•Uspořádání přenašečů – sekvence dle E0’
•
10/6/2014
Petr Zbořil
7

Sekvence přenašečů e-
10/6/2014
Petr Zbořil
8
Redukce NAD+ - není součástí RC
NADH – substrát – donor e-
Nejvýznamnější, ale i jiné (sukcinát)

Sekvence přenašečů e-
10/6/2014
Petr Zbořil
9
Redukce FMN v CI
Podobně FAD v CII
Méně energie – E vyšší

Sekvence přenašečů e-
10/6/2014
Petr Zbořil
10
Redukce CoQ - sběrnice

Sekvence přenašečů e-
•Cytochromová
•část
•Přenos e- bez H
•Vazba hemu
•na apocyt c
•Různé hemy
•Fe2+ - Fe3+
•Terminální
•cyt c oxidasa
10/6/2014
Petr Zbořil
11

Organisace RC v membráně
•Komplexy
•v IMM
•Cytoplasmatická
•membrána
•(prokaryonti)
10/6/2014
Petr Zbořil
12