Gli ultimi a ricevere gli elettroni nel sistema di trasporto degli elettroni sono:
Coenzima Q
FADH2
O2
Citocromo-C
Ris. C. O2 (Rif: Harper 28/e p105,108) L'ultimo a ricevere gli elettroni nel sistema di trasporto degli elettroni è O2Catena di trasporto degli elettroni (ETC)/Catena respiratoriaLe molecole ricche di energia come il glucosio vengono infine metabolizzate in CO2 e acqua. Gli intermedi metabolici di queste reazioni di ossidazione donano elettroni al NAD/FAD per formare coenzimi ricchi di energia NADH/FADH2. Questi coenzimi ridotti ricchi di energia, a loro volta, donano elettroni a una serie specializzata di trasportatori/donatori di elettroni disposti a poppa del potenziale redox (EQ), collettivamente chiamati ETC. ETC è presente nella membrana mitocondriale interna ed è la via finale comune nelle cellule aerobiche attraverso la quale gli elettroni ottenuti da diversi combustibili del corpo fluiscono verso l'ossigeno. Questo fabbisogno di O2 rende l'ETC la catena respiratoria, che rappresenta la maggior parte dell'utilizzo di ossigeno da parte del corpo. Gli elettroni fluiscono attraverso l'ETC attraverso un intervallo redox di 1,1 volt da NAD+/NADH a O2/H2O I componenti della catena respiratoria contengono 4 grandi complessi proteici (2 iniziali sono flavoproteine ​​e gli ultimi 2 sono citocromi) e 2 trasportatori mobili di elettroni: il coenzima Q e il citocromo C. La reazione a catena del trasporto elettronico inizia con la formazione di NADH (mediante varie deidrogenasi del substrato che rimuovono l'atomo di idrogeno come nel ciclo TCA). isocitrato/a-chetoglutammato/malato-deidrogenasi). Trasferimento dello ione idruro (:H-, con 2 elettroni) e di un protone libero (H-) a NAD+ 1/t formazione di NADH (con 2 e-) più un protone libero (H+).Componente di ETCProsthetic Group/Etectron flowCaratteristicheComplesso 1:NADH deidrogenasi/ NADH-ubichinone (CoQ) ossidoriduttasi/NADH-CoQ reduttasiFMN, proteine ​​ferro-zolfo non eme (FeS)* È una grande proteina a forma di L con 42 subunità che accetta 2e- e 1 H+ dal NADH e lo trasferisce al CoQ * 12 Kcal/mol di energia rilasciata vengono utilizzate per pompare 4 protoni (H+)Q dai mitocondri nello spazio intermembranoso.NADH - FMN | Fes | Complesso CoQ II: succinato deidrogenasi/ succinato -Q- reduttasi FAD, FeS * È una piccola proteina di 4 subunità che accetta e- dal succinato e lo trasferisce a CoQ.* Non è una pompa protonica poiché l'energia liberata non è sufficiente per pompare i protoni .Succinato - FAD | Fes | CoQ * Contiene anche eme b che non è nel percorso diretto del trasferimento elettronico ma serve a ridurre la frequenza con cui l'e fuoriesce dal sistema, passando dal succinato all'O2 molecolare per produrre specie reattive dell'ossigenoCoenzima Q (CoQ)/Ubichinone/ Q* Questo unico membro non proteico dell'ETC è un benzochinone liposolubile con una lunga coda isoprenoide idrofobica (catena laterale).* È chiamato ubichinone poiché è ubiquitario (presente ovunque) derivato del chinone Menachinone (dei batteri) e plastochinina (dei cloroplasti ) hanno ruoli analoghi* Può accettare 1 o 2 elettroni per diventare rispettivamente semichinone o ubichinolo. Quindi può agire alla giunzione del donatore 2e e dell'accettore 1e (ciclo Q).* Poiché è piccolo e idrofobo, Q è un trasportatore mobile liberamente diffusibile all'interno del doppio strato lipidico della membrana mitocondriale interna e può spostarsi tra altri portatori e- meno mobili.* Ha un ruolo centrale nell'accoppiare il flusso e- al movimento dei protoni (H+) poiché trasporta sia e- che H+.* Per il trasferimento al complesso III accetta l'atomo di idrogeno (e- e H+). * FMNH2 prodotto nel complesso I (da FMN)* FADH2 prodotto nel complesso II* FADH2 prodotto nella b-ossidazione da parte dell'acil CoA deidrogenasi (attraverso l'ETF-ubichinone-ossidoreduttasi) e della glicerolo 3 fosfato deidrogenasi. Questi bypassano i complessi II e I.Complesso III:Complesso citocromo bC1/Ubichinone citocromo C ossido-reduttasi/Citocromo reduttasiFe-S, gruppo eme (un anello porfirinico e ferro, che viene convertito in modo reversibile dalla forma Fe3+ a Fe2+)* Trasferisce elettroni da CoQ a citocromo C. - 10 Kcal/mol di energia rilasciata vengono utilizzate per pompare 4 protoniQ dai mitocondri nello spazio intermembranoso.* Il ciclo Q accoppia il trasporto e- e H+ nel complesso III e coinvolge il citocromo b1, bH (b562, b566) , citocromo C1 e Rieske Fe - S (un'insolita proteina ferro-zolfo in cui uno degli atomi di ferro è legato a 2 gruppi istidina -SH anziché a 2 gruppi cisteina-SH), l'ossidazione di QH2 (ubichinolo) a Q (ubichinone) è accoppiata alla riduzione di 2 molecole di citocromo tramite il citocromo CQ - Cyt b | Cit C1 | CytC Citocromo c* Proteina trasportatrice solubile dello spazio intermembrana* Dopo che il suo singolo gruppo eme accetta un elettrone dal complesso III, il citocromo c si sposta al complesso IV per donare elettroni a un centro di rame binucleare Complesso IV Citocromo ossidasi/citocromoossidasi2 Gruppi eme (del cito a, a3 ),2 ioni rame di CuA, CuB* Trasferisce gli elettroni dal citocromo C all'accettore finale O2 convertendolo (riducendolo) in acqua (H2O).* L'O2 rimane strettamente legato al complesso IV (a3) ​​finché non viene completamente ridotto in H2O , questo minimizza il rilascio di ROS.* Pompa 2 protoni (H+) nello spazio intermembrana per ogni coppia di elettroni che passa lungo la catena attraverso il complesso IVCyt C - CuA | Cita | Cit a3 | CuB | O2
Respiratory Chain