A força motriz Proton
A força de prótons motivo ocorre quando a membrana celular se torna energizado devido a reacções de transporte de elétrons por parte dos transportadores de electrões embutido nele. Basicamente, isto faz com que a célula de agir como uma bateria pequena. Sua energia pode ser usado imediatamente para fazer o trabalho, como flagelos poder, ou ser armazenada para mais tarde na ATP.
síntese de ATP é ligada à força motriz de protões através fosforilação oxidativa, em que um grupo fosfato é adicionada ao ADP.
Apesar de vários passos estão envolvidos na criação de uma membrana celular energizado, há um conceito simples por trás desse fenômeno: a separação de protões positivos (H+) Do lado de fora dos iões de membranas e hidróxido negativo (OH-) No interior da membrana.
O fato de que eles são cobrados torna impossível para esses íons para atravessar a membrana por conta própria. Prendendo os iões em ambos os lados da membrana cria duas coisas, que juntas formam a próton força motriz: um pH e uma diferença de carga. Uma diferença de carga no interior e o exterior de uma célula é chamado um potencial electroquímico e é uma enorme fonte de energia.
Imagine que você está em pé sobre o telhado de um edifício alto, segurando uma laranja. Se você deixar a queda de laranja ao longo do lado do edifício, no momento em que atinge o solo vai ganharam tanta velocidade que ele vai bater no chão com muita força e esmagar. Por causa da grande diferença de altura de onde ela foi abandonada e onde ele pousou, há uma grande quantidade de energia.
É uma espécie de a mesma coisa com potencial eletroquímico, onde a grande diferença de carga cria uma grande quantidade de energia potencial.
Como isso acontece é que durante o transporte de elétrons, H+ são empurrados para o exterior da membrana. o H+ provêm de ambos NADH e a dissociação de H2Ó em H+ e OH-. Como você verá em um minuto, que é um pouco mais complicado, mas o resultado global é a acumulação de uma carga positiva no exterior da célula e uma carga negativa dentro.
No exemplo, a força motriz de protões é criada por uma série de complexos dentro da membrana celular. Estes complexos são feitos de a e- transportadores mencionados anteriormente, a combinação exata e número dos quais diferem entre organismos.
A força de prótons motivo tem duas origens possíveis:
Complexo I: Uma maneira a força de prótons motivo começa é com a doação de H+ do NADH para mononucleótido flavina (FMN) para fazer FMNH2. 4H+ mover-se para o exterior da célula quando FMNH2 doa 2e- para as proteínas Fe / s em complexo I.
Complexo II: A outra maneira a força de prótons motivo começa é através do complexo II, onde FADH alimenta e- e H+ a partir da oxidação de succinato, um produto do ciclo do ácido cítrico, para as quinonas. Complexo II é menos eficiente do que o complexo I.
Uma vez que os elétrons entrar no ciclo através Complexo I ou II eles se movem para Complexo III e, eventualmente, IV:
Complexo III: Quinonas são reduzidas no Q-ciclo (Uma série de reacções de oxidação e de redução da coenzima Q que resulte na libertação de H + adicional para o exterior da membrana). Então electrões são passados um de cada vez a partir da ciclo-Q para complexo III, que contém as proteínas contendo heme (especificamente, BC citocromo1) E uma proteína FeS.
Complexo IV: bc citocromo1 transferências e- para o citocromo c, que, em seguida, passa-los para uma citocromos e um3 em complexo IV. Este é o fim da linha onde ó2 é reduzido para H2O.
Em quase todos os passos, H + são bombeados para a superfície externa da membrana, do aumento da força da força motriz de protões.
cadeias de transporte de elétrons diferem entre os organismos, mas eles sempre têm três coisas em comum:
transportadores de electrões dispostos em ordem crescente de poder redutor
alternando H+ + e- e e--únicas transportadoras
Geração de uma força motriz de prótons
A produção de trifosfato de adenosina (ATP) a partir de respiração aeróbia é chamada fosforilação oxidativa, e ela é realizada por um complexo de proteínas chamadas ATP sintase.
Este complexo é composto por duas subunidades, F1 e F0, cada um dos quais é efectivamente um motor rotativo. Prótons (H+), Conduzido de volta através da membrana do lado de fora pela força motriz de prótons, passam por F0 e pressão local (ou torque) em M1.
Uma molécula de difosfato de adenosina (ADP, com apenas dois grupos fosfato), juntamente com um grupo fosfato livre (PEu) Se ligam a F1, e quando o torque é libertado, a energia é livre para alimentar a formação de ATP por meio da ligação de ADP e PEu. Como muitas enzimas, ATP sintase é reversível de modo que possa contribuir para a força motriz de protões em vez de enfraquecê-lo.
Assim, mesmo organismos que não usam a fosforilação oxidativa, como fermentadores anaeróbias, tem ATP sintase, para que eles ainda podem criar uma força motriz de prótons para conduzir coisas como o movimento flagelar ou transporte de íons.