Ποιες μεταβολικές διεργασίες περιλαμβάνουν ένζυμα που βρίσκονται στις μεμβράνες των μιτοχονδρίων;
1. Εξωτερική μιτοχονδριακή μεμβράνη:
* Porins: Αυτές οι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες σχηματίζουν μεγάλα κανάλια, καθιστώντας την εξωτερική μεμβράνη διαπερατή σε μόρια μέχρι 5 kDa.
2. Εσωτερική μιτοχονδριακή μεμβράνη:
* Η αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων (κ.λπ.): Αυτός είναι ο πυρήνας της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης.
* σύμπλεγμα Ι (NADH Dehydrogenase): Οξειδώνεται το NADH και οι αντλίες πρωτόνια σε όλη τη μεμβράνη.
* σύμπλεγμα II (succinate dehydrogenase): Οξειδώνεται ηλεκτρικά και δεν αντλεί πρωτόνια.
* σύμπλεγμα III (Cytochrome BC1 Complex): Μεταφέρει ηλεκτρόνια από ουβικινόλη σε κυτοχρώμιο C, αντλώντας πρωτόνια.
* σύμπλεγμα IV (Cytochrome C οξειδάση): Μεταφέρει ηλεκτρόνια από κυτοχρώμιο C σε οξυγόνο, δημιουργώντας νερό και αντλώντας πρωτόνια.
* συνθετάση ATP (σύμπλεγμα V): Χρησιμοποιεί την κλίση πρωτονίων που δημιουργήθηκε από το ETC για να συνθέσει ATP από ADP και ανόργανο φωσφορικό.
* Enzymes κύκλου Krebs (πλευρά μήτρας): Ενώ τα ένζυμα του κύκλου Krebs βρίσκονται στη μιτοχονδριακή μήτρα, ορισμένα από τα υποστρώματα και τα προϊόντα τους πρέπει να μεταφέρονται σε όλη την εσωτερική μεμβράνη. Αυτή η μεταφορά διευκολύνεται από συγκεκριμένες πρωτεΐνες φορέα.
* συνθετάση κιτρικού: Συνδυάζει ακετυλο-ΟοΑ με οξαλοοξικό για να σχηματίσει κιτρικό.
* ακονιτάση: Μετατρέπει το κιτρικό σε ισοκτικό.
* Ισοκιτικική αφυδρογονάση: Οξειδώνεται ισοκυτταρικό σε α-κετογλουταρικό, δημιουργώντας NADH.
* α-κετογλουταδική αφυδρογονάση: Οξειδώνεται το α-κετογλουτατικό σε ηλεκτρυλ-ΟοΑ, δημιουργώντας NADH και CO2.
* Succinyl-CoA synthetase: Μετατρέπει τον ηλεκτρυλ-ΟοΑ σε ηλεκτρικό, δημιουργώντας GTP.
* Succinate Dehydrogenase: Οξειδώνεται ηλεκτρικό σε φουμαρικό, δημιουργώντας FADH2 (μέρος του κ.λπ.).
* fumarase: Μετατρέπει φουμάρι σε μηλικό.
* μηλικό αφυδρογονάση: Οξειδώνεται το μηλικό σε οξαλοακεικό, δημιουργώντας NADH.
3. Άλλες σημαντικές διαδικασίες:
* β-οξείδωση λιπαρών οξέων: Η διάσπαση των λιπαρών οξέων σε ακετυλο-ΟοΑ, η οποία τροφοδοτεί τον κύκλο Krebs. Αυτές οι αντιδράσεις εμφανίζονται στη μιτοχονδριακή μήτρα, αλλά περιλαμβάνουν τη μεταφορά λιπαρών οξέων σε όλη την εσωτερική μεμβράνη.
* Μεταβολισμός αμινοξέων: Ορισμένα αμινοξέα μπορούν να αναλυθούν στα μιτοχόνδρια για να παράγουν ενέργεια ή ενδιάμεσα για τον κύκλο Krebs.
* κύκλος ουρίας: Το πρώτο βήμα στον κύκλο της ουρίας, που αφαιρεί την αμμωνία από το σώμα, εμφανίζεται στα μιτοχόνδρια.
* Αναδιπλασιασμός και μεταγραφή μιτοχονδριακού ϋΝΑ: Τα μιτοχόνδρια έχουν το δικό τους DNA, το οποίο κωδικοποιεί μερικές από τις πρωτεΐνες που εμπλέκονται στην οξειδωτική φωσφορυλίωση.
Συνοπτικά:
Οι μιτοχονδριακές μεμβράνες είναι απίστευτα δραστήριες και διαδραματίζουν κρίσιμους ρόλους στην παραγωγή κυτταρικής ενέργειας, τον μεταβολισμό των διαφόρων μορίων και ακόμη και τη δική τους γενετική συντήρηση. Η κατανόηση αυτών των ενζύμων που συνδέονται με τη μεμβράνη είναι απαραίτητη για την κατανόηση της περίπλοκης λειτουργίας της κυτταρικής ζωής.
