Молекулярная биология клетки - Уилсон Дж.
ISBN 5-03-001999-5
Скачать (прямая ссылка):
[КОВ
рые
лом
ков.
эле-
ФУ-
два
фу-
рий
три
дих
грез в к
с на
г их
ают г за или
гтся
ый
[ОГО
ка-
бой I Зраза щах 5ра-нем
>ио-
ной
'¦дет
но
она
де-
зль-
юд-
ле-
их
1да-
юв.
ГЮС-
чен-
ной последовательности белков, чем обеспечивается последовательный
перенос электронов между соответствующими комплексами.
__3. Поскольку большинство цитохромов имеют более высокий окис-
лительно-восстановительный потенциал, чем железо-серные центры, то
цитохромы функционируют как переносчики электронов в основном вблизи 02-
конца дыхательной цепи.
__И. Молекулярные механизмы сопряжения электронного транспорта
с протонной помпой, вероятно, неодинаковы для разных комплексов
дыхательных ферментов.
__К. Слабые липофильные кислоты создают ток протонов через внутреннюю
мембрану, разрушая тем самым протонодвижущую силу, останавливая синтез
АТР и блокируя поток электронов.
__JI. Если на внутренней мембране существует очень большой
электрохимический градиент, то в некоторых участках дыхательной цепи
можно обнаружить обратный транспорт электронов.
_М. В клетках бурого жира дыхание митохондрий обычно не сопряжено с
синтезом АТР, и энергия окисления выделяется в виде тепла.
__Н. У большинства бактерий, включая облигатных анаэробов, поддерживается
протондвижущая сила на плазматической мембране. Она используется в
механизме движения жгутиков и процессах активного транспорта.
7-11 Электрохимический протонный градиент несомненно служит источником
энергии для синтеза АТР при окислительном фосфори-лировании, однако
молекулярный механизм сопряжения этого градиента с синтезом АТР еще не
выяснен. Возникает вопрос: синтезируется ли АТР непосредственно из ADP и
неорганического фосфата или источником этого фосфата служит какой-то
интермедиат, например фосфофермент или другое фосфорилированное
соединение?
В одном изящном исследовании анализировали стереохимию механизма
реакции. Как это часто делается, для того чтобы понять прямую реакцию,
изучали обратную-реакцию гидролиза АТР до ADP и фосфата. (Основной
принцип ферментативного катализа заключается в том, что прямая и обратная
реакции в точности обратны одна другой.) Все ферментативные переносы
фосфата происходят с инверсией конфигурации относительно атома фосфора;
таким образом, одноступенчатые механизмы, в которых остаток фосфорной
кислоты переносится непосредственно между субстратами, приводят к
инверсии конечного продукта (рис. 7-5, Л).
Рис. 7-5. Стереохимия реакций переноса фосфата (задача 7-11). А. Инверсия
конфигурации при одноступенчатой реакции переноса фосфата. Б. Схема
эксперимента по выяснению стереохимии синтеза АТР АТР-синтетазой. Связи,
обозначенные тонкими линиями, лежат в плоскости рисунка. Связи,
обозначенные широкими незакрашенными треугольниками, лежат над плоскостью
рисунка; связи, обозначенные широкими черными треугольниками,-ниже этой
плоскости. Атомы кислорода обозначены кружками, в которых указаны их
атомные числа (16, 17 и 18).
А (c)
ADP О -
ADP-----О
Об)
Ч
ADP + (c)|>Р----X
Инверсий
\
ADP +(r)>Р----(c) (c)---
(1^ Или (Тб)
Инверсия
Возврат
80 Глава 7
Рис. 7-6. Полосы поглощения цито-хромов (задача 7-12). Числа означают
длины волн в нм.
700
600
500
450
А Аэробные
Б Анаэробные
If!
В Аэробные, + KCN
Ш
Г Аэробные, + уретан
Д Цитохром с + кислород
Красный
тот
Синий
t tt
Рис. 7-7. Полосы поглощения цито-хромов при разных экспериментальных
условиях (задача 7-12).
Полосы поглощения цитохромов
Для изучения стереохимии гидролиза АТР исследователи
синтезировали производное АТР, в котором три атома (S, 160 и 180) были
специфическим (в пространственном отношении) образом соединены с концевым
атомом фосфора (рис. 7-5, Б). Это соединение было затем подвергнуто
гидролизу до ADP и неорганического фосфата с помощью очищенного препарата
АТР-синтетазы в присутствии воды, обогащенной изотопом 170. Выделяющийся
фосфат анализировали методом ЯМР для выяснения того, произошла ли
инверсия конфигурации относительно атома фосфора или нет? (рис. 7-5, Б).
А. Каким образом с помощью этого эксперимента можно установить,
происходит синтез АТР непосредственно из ADP и фосфата или при участии
промежуточного фосфорилированного соединения?
Б. Этот опыт показал, что произошла инверсия конфигурации.
Подтверждает ли такой результат предположение о прямом синтезе АТР или он
указывает на участие промежуточного фосфорилированного соединения?
7-12 В 1925 г. Дэвид Кейлин применил простой спектроскоп для наблюдения
характерных полос поглощения цитохромов, входящих в состав
электронтранспортной цепи митохондрий. В спектроскопе очень яркий белый
