BİY 315 Oksidatif Fosforilasyon Yrd. Doç. Dr. Ebru SAATÇİ 2008-2009 Güz Yarı Dönemi ORGANİZMADA ATP İKİ YOLLA SENTEZLENİR: •Oksijenden bağımsız substrat düzeyinde fosforilasyon •Oksijene bağımlı oksidatif fosforilasyon Oksidatif Fosforilasyon Metabolik yakıtların (glukoz, yağ asitleri, amino asitler gibi elektron vericileri) enzim katalizli oksidasyonu ile elde edilen elektronlar koenzim nükleotidleri olan NAD+, FMN, FAD gibi elektron taşıyıcılarına aktarılır. Oluşan indirgenmiş nükleotidler (NADH + H+, FADH2) elektronları mitokondride bulunan elektron transport zinciri (solunum zinciri) adı verilen bir grup özelleşmiş elektron taşıyıcısına aktarırlar. Solunum zincirinde bir dizi kompleks üzerinden elektronlar moleküler oksijene taşınmakta ve moleküler oksijene suya indirgenmektedir. Elektronlar, ETZ’de ilerledikçe serbest enerjilerinin büyük bölümlerini kaybederler. Elektron transportu, protonların (H+) matriksten membranlar arası boşluğa taşınması ile birlikte gerçekleşirler ve elektron transfer enerjisinin membran boyunca proton gradienti şeklinde korunur ve depolanır. Elektroların NADH ve FADH2’den moleküler oksijene aktarılması sırasında elde edilen ve proton gradienti şeklinde depolanan enerji, ATP sentezi için gerekli olan enerjiyi sağlar. Bu olay oksidatif fosforilasyon olarak tanımlanır. NAD+→ Niasinden sentezlenen bir H+ taşıyıcısıdır. NAD dehidrojenazlarca 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 dehidrojenaz enzimlerine kovalent olarak bağlıdır (prostetik grup) FAD + 2H → FADH2 FADH2’ler 2H (2é + 2p) taşırlar. Mitokondri Dehidrojenazlar NAD-bağımlı dehidrojenazlar NADP-bağımlı dehidrojenaz α-ketoglutarat dehidrojenaz Malat dehidrojenaz Piruvat dehidrojenaz Gliseraldehit 3-fosfat dehidrojenaz Laktat dehidrojenaz Glukoz-6-fosfat dehidrojenaz NAD veya NADP-bağımlı dehidrojenaz Glutamat dehidrojenaz İzositrat dehidrojenaz Flavinli dehidrojenazlar (Flavoproteinler) Metabolik yollarda üretilen indirgenmiş koenzimlerin (elektron taşıyıcıları) Elektron transport zincirine (ETZ) giriş noktaları Metabolik yol Hücrede nerede gerçekleşir Glikoliz SİTOPLAZMA TCA MİTOKONDRİ β-oksidasyon Keton cismi yıkımı 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 α-Ketoglutarat dehidrogenaz NADH Kompleks I Süksinat dehidrogenaz FADH2 Kompleks II Malat dehidrogenaz NADH Kompleks I Açil-KoA dehidrogenaz FADH2 Koenzim Q (Ubikinon) β-Hidroksi açil-KoA dehidrogenaz NADH Kompleks I β-hidroksibütirat dehidrogenaz NADH Kompleks I Demir-sülfür proteinleri Demir hem yapısında bulunmaz. 1 elektron transfer edildiği reaksiyonlarda görev alır. İyi elektron vericidir. Kompleks I, II ve III Fe-S proteinleri içerirler. Flavoproteinler ve sitokrom b ile yapısal birliktelikleri vardır. Ubikinon (Koenzim Q) Sitokromlar Sitokrom c F1Fo ATP sentaz ve ATP sentezi Mekik Sistemler