Transcript BİYOENERJETİKLER VE OKSİDATİF FOSFORİLASYON Uzm.Dr. Kadir Okhan AKIN NH2 C N O O O P O O P O HC O O P O C N CH2 N O O H C N H H OH OH AMP (adenozin monofosfat) ADP (adenozin difosfat) ATP (adenozin trifosfat) H CH.

BİYOENERJETİKLER VE
OKSİDATİF
FOSFORİLASYON
Uzm.Dr. Kadir Okhan AKIN
NH2
C
N
O
O
O
P
O
O
P
O
HC
O
O
P
O
C
N
CH2
N
O
O
H
C
N
H
H
OH
OH
AMP (adenozin monofosfat)
ADP (adenozin difosfat)
ATP (adenozin trifosfat)
H
CH
Fosfajenler: Fosfajenler denilen bir grup bileşik yüksek
enerjili fosforun depo şekli olarak davranır. Bunlar
omurgalıların iskelet kası, kalp, spermatozoa ve
beyninde bulunan kreatinin fosfat ile omurgasız
kasında bulunan arginin fosfatı kapsar. Fosfajenler
fizyolojik koşullarda ATP’nin kas kasılması ile hızla
tüketildiği durumlarda kastaki ATP derişiminin
sürdürülmesini sağlar.
ATP, ADP, AMP dönüşümünü sağlayan ve bir çok hücrede
bulunan enzim Adenilil Kinaz’dır.
Çok yüksek enerjili fosfat bileşikleri:
Fosfoenolpirüvat
G > -10000 cal/mol
Karbamoil fosfat
1,3-bifosfogliserat
Kreatin fosfat
Diğer yüksek enerjili bileşikler:
-G kcal/mol
-14,8
-12,3
-11,8
-10,3
Asetil AMP
Asetoasetil KoA
S-adenozilmetionin
Asetil KoA
ATP (ADP+P)
Düşük enerjili fosfat bileşikleri:
ADP
G<-4000 cal/mol
Pirofosfat
Glukoz 1-P
Fruktoz 6-P
AMP
Glukoz 6-P
Gliserol 3-P
-13,3
-10,5
-10,0
-7,7
-7,3
-6,6
-6,6
-5,0
-3,8
-3,4
-3,3
-2,2
ORGANİZMADA ATP İKİ YOLLA SENTEZLENİR:
Oksijenden bağımsız substrat düzeyinde fosforilasyon
Oksijene bağımlı oksidatif fosforilasyon
NAD+ Niasinden sentezlenen bir H+
taşıyıcısıdır. NAD dehidrogenazlarca
katalizlenen, çeşitli oksidasyon-redüksiyon
tepkimelerinde koenzim olarak görev yapar.
1 H 1 é + 1 P
NAD+ +2H  NADH+H+
NADH’ler bir hidrid iyonu (1 P ve 2 é)
taşırlar.
FAD Riboflavinden sentezlenen bir H+
taşıyıcısıdır. FAD, NAD’den farklı olarak
dehidrogenaz enzimlerine kovalent
olarak bağlıdır (prostetik grup)
FAD + 2H → FADH2
FADH2’ler 2H (2é + 2p) taşırlar
Metabolik yollarda üretilen indirgenmiş koenzimlerin (elektron taşıyıcıları)
Elektron transport zincirine (ETZ) giriş noktaları
Metabolik yol
Hücrede
nerede
gerçekleşir
Glikoliz
SİTOPLAZMA
TCA
MİTOKONDRİ
-oksidasyon
Keton cismi
Reaksiyon
Elektron
taşıyıcı
ETZ’ye giriş noktası
Gliseraldehit 3-fosfat
dehidrogenaz
(Mitokondriye NADH’ların
geçişi Malat-Aspartat
mekiği ile yapılırsa)
NADH
Kompleks I
Gliseraldehit 3-fosfat
dehidrogenaz
(Mitokondriye NADH’ların
geçişi Gliserol-fosfat mekiği
ile yapılırsa)
FADH2
Koenzim Q (ubikinon)
Pirüvat dehidrogenaz
NADH
Kompleks I
İzositrat dehidrogenaz
NADH
Kompleks I
-Ketoglutarat
dehidrogenaz
NADH
Kompleks I
Süksinat dehidrogenaz
FADH2
Kompleks II
Malat dehidrogenaz
NADH
Kompleks I
Açil-KoA dehidrogenaz
FADH2
Koenzim Q (Ubikinon)
-Hidroksi açil-KoA
dehidrogenaz
NADH
Kompleks I
-hidroksibütirat
NADH
Kompleks I
FMNH
FMN 2
FeS
NAD
2e’
NADH dehidrogenaz
4H+
b560
Süksinat
dehidrogenaz
FeS
2e
’
Fumarat
FADH2
Gliseraldehit
3-fosfat
dehidrogenaz
NADH+H
Gliserol fosfat
mekiği
FADH2
Gliserol
3-fosfat
Q
FFA
-OKSİDASYON
AÇİL KoA
FADH2
DEHİDROGENAZ
Sitc1
2e’
e’
e’
Q CYCLE
FeS
Sitb
2H+2H+
2e’
CuA
Sita
CuB
Sita3
1/2O
H22+O
2H+
+
H+ H
H+
H+
H+
H+
2e’NAD
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H++
H
H+
H+
H+
H+
Q
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+ H+
Q
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
Sitc
H+
H+
H+
H+
2e’
e’
2e’
Süksinat
Fumarat
H2O
NADH+H
4H+
4H+
H+
H+
2H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+ H+
H+
H+
H+
H+
+
H H+ H+
H+
H+
H+
H+
H++
H
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+ H+
H+
H+
H+
H+
+
H+ H
H+
H+
H+


ADP
PO4
 ATP


H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+ H+ H+ H+
H+ H+ H+ H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H++
H
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+ H+
H+
H+
H+
H+
+
H
H+ H+
+
H+ H+
H+ H
H+
H+
H+
H+
H+
ADP


ADP
PO4
 ATP


ATP
PO4
+
H+ H
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
2e’NAD Q
H+
H++
H
H+
H+
H+
H+
Q
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
e’
H+
H+
H+
H+
H+
H+
Sitc
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
ADP
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
PO4
H+
2e’
2e’
Fumarat

H2O
Süksinat

ATP

NADH+H
4H+
+ +
4H4H
2H+
PO4
ADP
ATP
H+
Ayırıcılar:
Aspirin ve diğer
salisilatlar
2,4 dinitrofenol
Pentaklorofenol
p-krezol
İyonoforlar:
valinomisin K
Nigerisin  K ve H
Gramisidin A  Na, K, H
Dikumarol
Oligomisin
Venturosidin
DCCD
Thenaytrifloroaseton
karboksin
Antraktilazid
Bangreikasit
FCCP
ATP
CuA
7Fe
S
2e’ FeS  Sit C1
7FeS
QH
FMNH2
FeS  SitB
2
2
e’
Sit a3
ATP
Fosfat
taşıyıcı taşıyıcı
FADH2
2e’
Cu
B
NAD Süksinat
NADH + H
QH
2
Sit a
SitC
NADH
dehidrogenaz
Fumarat
Süksinat
dehidrogenaz
ADP
½ O2 + H 2
H 2O
Q cycle
HPO4 H+
Arsenat
Rotenon
Amital
Pierisidin A
Barbitüratlar
Malonat
BAL
Miksantiazol
Antimisin A
Stigmatellin
CO
H2S
Siyanür
Sodyum azid
ADP+P
ATP
Auroventin
+
H+ H
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
2e’NAD Q
H+
H++
H
H+
H+
H+
H+
Q
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
e’
H+
H+
H+
H+
H+
H+
Sitc
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
ADP
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
PO4
H+
2e’
2e’
Fumarat

H2O
Süksinat

ATP

NADH+H
4H+
+ +
4H4H
2H+
PO4
ADP
ATP
H+
Ayırıcılar:
Aspirin ve diğer
salisilatlar
2,4 dinitrofenol
Pentaklorofenol
p-krezol
İyonoforlar:
valinomisin K
Nigerisin  K ve H
Gramisidin A  Na, K, H
Dikumarol
Oligomisin
Venturosidin
DCCD
Thenaytrifloroaseton
karboksin
Antraktilazid
Bangreikasit
FCCP
ATP
CuA
7Fe
S
2e’ FeS  Sit C1
7FeS
QH
FMNH2
FeS  SitB
2
2
e’
Sit a3
ATP
Fosfat
taşıyıcı taşıyıcı
FADH2
2e’
Cu
B
NAD Süksinat
NADH + H
QH
2
Sit a
SitC
NADH
dehidrogenaz
Fumarat
Süksinat
dehidrogenaz
ADP
½ O2 + H 2
H 2O
Q cycle
HPO4 H+
Arsenat
Rotenon
Amital
Pierisidin A
BAL
Miksantiazol
Antimisin A
Stigmatellin
Malonat
CO
H2S
Siyanür
Sodyum azid
ADP+P
ATP
Auroventin
+
H+ +
H+ H++ H+
H+
+ +
+
++
+
H+ H
H
H
H
H
+
+
+
+
H+ H H
H+H+H+ +H+ HH+ H
H+
HH+ + H+ H+
H
H++H+ H
H++H
H
+HH
+
+ +H+
H
H
H
H
+
+
+
+
+
+
HH
H H H++ H +
H++ H
+
+ H+ H
+ H++ H+H
+ +
++
H
H
H
H
H+ H++
+
+
+H
H
H
H
H
H
H
H
H
+
+
+
H +
H
+
HH++H
H+H+H++ H+ H+
H+H+H+H+ HH+ +
+ +
H
H+H+ + H+H+ H+ + H + + H
H HH++ H HH+H
H+H +
H+ADP
H+
H+ PO
H+H+ 4
+ H
+
HH+ +
H
+
+
+
H+ H+
H
H H H+
HPO
H+ H+H+ H
H+ HH+++ H
H+
+
H
ADP
+
+
+
+
+
+
H H+H+ H+
HH+ + H+ + H+
HH+ H+ +H H
H
+
+ H
+
+ H+ 4
H
H
H
H
+
HH++
++ + H+
++
Sitc
H+ H+ H+
H
+
+ H + HH+
+ H
+ +
+
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H+
+
+
+
H
H
H
H
H
Sitc
+ +
H+
H+ H+
H+ HH
H+
H+
H+
H+
H+
2e’
Q
e’
2e’NAD Q
2e’
Fumarat

H2O
Süksinat

ATP

NADH+H
4H+
+ +
4H4H
2H+
PO4
ADP
ATP
Ayırıcılar:
Aspirin ve diğer
salisilatlar
2,4 dinitrofenol
Pentaklorofenol
p-krezol
İyonoforlar:
valinomisin K
Nigerisin  K ve H
Gramisidin A  Na, K, H
Dikumarol
Oligomisin
Venturosidin
DCCD
Thenaytrifloroaseton
karboksin
Antraktilazid
Bangreikasit
FCCP
ATP
CuA
7Fe
S
2e’ FeS  Sit C1
7FeS
QH
FMNH2
FeS  SitB
2
2
e’
Sit a3
ATP
Fosfat
taşıyıcı taşıyıcı
FADH2
2e’
Cu
B
NAD Süksinat
NADH + H
QH
2
Sit a
SitC
NADH
dehidrogenaz
Fumarat
Süksinat
dehidrogenaz
ADP
½ O2 + H 2
H 2O
Q cycle
HPO4 H+
Arsenat
Rotenon
Amital
Pierisidin A
BAL
Miksantiazol
Antimisin A
Stigmatellin
Malonat
CO
H2S
Siyanür
Sodyum azid
ADP+P
ATP
Auroventin
H+ H+
H+
H+
H+
H+
+
H H+ H+
H+
H+
H+
H+
H++
H
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+ H+
H+
H+
H+
H+
+
H+ H
H+
H+
H+
H+
H+
H+
PO4
H+
 ATP


ADP
ADP
H+
H+ H+ H+ H+
H+ H+ H+ H+
H+
H+
H+
H+
PO4


H+
H+
H+
Bir hücrenin mitokondrisinde ATP/ADP ve
NADH/NAD+ oranları yüksekse hangisi
beklenmez?
a. Elektronların oksijene akışının
hızlanması
b. Oksidatif fosforilasyon hızının
azalması
c. İzositrat dehidrogenaz aktivitesinin
azalması
d. Asetil KoA’nın oksidasyonunun azalması
e. Sitoplazmaya sitrat taşınmasının
hızlanması
İzositrattan sağlanan elektronlar mitokondriyal
elektron transfer zincirine nereden katılır?
a.
b.
c.
d.
e.
Koenzim Q
NADH dehidrogenaz
Sitokrom b
Sitokrom c
Sitokrom oksidaz
Aşağıdakilerden
hangisi
iç
membranın protonlara karşı
artırır?
a.
b.
c.
d.
e.
Oligomisin
Dinitrofenol
Dimerkaprol
Karboksin
Barbitüratlar
mitokondriyal
geçirgenliğini
Mitokondride ATP sentezini inhibe eden, fakat
solunum zincirinde elektron akışına doğrudan
etkisi olmayan madde aşağıdakilerden hangisidir?
a.
b.
c.
d.
e.
Dinitrofenol
Oligomisin
Antimisin A
Azid
Karbonmonoksid
Mitokondriyal oksidatif fosforilasyon hızını
artıran aşağıdakilerden hangisidir?
a.
b.
c.
d.
e.
Oligomisin
ATP
ADP
Antraktilazid
Dinitrofenol
Biyolojik oksidasyonlarda aşağıdaki elektron
taşıyıcılardan hangisi elektronları tek tek
taşıyarak görev yapar?
a.
b.
c.
d.
e.
FADH2
NADH+H
Koenzim Q
NADPH
Sitokrom c
Dinitrofenol bulunan bir ortamda mitokondrideki
elektron transportu ve oksidatif fosforilasyonla
ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?
a. ATP/ADP oranı azalmıştır
b. Mitokondrinin iç ve dış zarlar arsındaki
proton gradienti artar
c. Gerekli membran potansiyeli oluşamaz
d. Enerjinin büyük kısmı ısı enerjisi olarak
kaybedilir
e. Elektron transportu olur ancak ATP
sentezlenemez
ETZ ve oksidatif fosforilasyonda rol
oynayan aşağıdaki inhibitörlerden hangisi
sitokromlardaki elektron akışını inhibe
etmez?
a.
b.
c.
d.
e.
H2S
CO
Antimisin A
Rotenon
Dinitrofenol
Elektron transport zincirindeki
yapılardan hangisi protein içermez?
a.
b.
c.
d.
e.
NADH-koenzim Q redüktaz
Süksinat dehidrogenaz
Sitokrom c
Koenzim Q
Sitokrom aa3
Barbitüratlar elektron trnasport
zincirini hangi aşamada inhibe eder?
a.
b.
c.
d.
e.
Kompleks III
Kompleks IIIII
Kompleks IIIIV
Kompleks IVO2
ATP sentaz