ETS-MİTOKONDRİAL KOMPLEKSLER

Elektron Taşıyıcıları Multienzim Kompleksleri Halinde Çalışırlar Solunum zincirindeki elektron taşıyıcıları fiziksel olarak kolayca ayrılabilecek şekilde (mesala deterjanlarla) membrana-gömülü supramoleküler kompleksler olarak organize olmuşlardır.

ETS-MİTOKONDRİAL KOMPLEKSLER Kompleks I ve II, ubikinona iki ayrı elektron vericisinden elektron aktarır: NADH (Kompleks I) ve süksinat (Kompleks II). Kompleks III elektronları ubikinondan sitokrom c’ye taşır. Kompleks IV ise elektronları sitokrom c’den 02’e kadar taşıyarak zinciri sonuçlandırır.

ETS-MİTOKONDRİAL KOMPLEKSLER Solunum zincirinin işlevsel komplekslerinin ayrılması: Önce mitokondri dış zarı digitonin deterjanıyla muamele edilerek uzaklaştırılır. Sonra mitokondri ozmotik olarak parçalanıp iç zar kısımları elde edilir ve bu kısımlar ikinci bir deterjanda hassasça çözülür. İç zar proteinlerinin bu karışımı, iyon-değişim kromatogratisine tabi tutulur. Solunum zincirinin farklı kompleksleri (l’den IV’e), her bir protein kompleksi ve ATP sentaz enzimi (bazen Kompleks V denir) elde edilir.

ETS-MİTOKONDRİAL KOMPLEKSLER

ETS-MİTOKONDRİAL KOMPLEKSLER I’den IV'e kadar ayrılmış olan bu kompleksler, görüldüğü gibi, vericiler (NADH ve süksinat), araürün taşıyıcıları (Q ve sitokrom c) ve 02 arasında elektron transferini katalizler. İn-vitro olarak, ATP sentaz sadece ATP parçalar (ATPaz), ATP sentezleme aktivitesi yoktur.

ETS-MİTOKONDRİAL KOMPLEKSLER Kompleks I: NADH —» Ubikinon, Kompleks I ve II’nin, ubikinon ile arasındaki ilişkiyi göstermektedir. NADH:ubikinon oksidoredüktaz da denilen Kompleks I, bir adet FMN-içeren flavoprotein ve en az altı demir-sülfür merkezi bulunan 42 farklı polipeptit zincirinden oluşan büyük bir enzimdir.

ETS-MİTOKONDRİAL KOMPLEKSLER NADH, süksinat, yağ açili-KoA ve gliserol 3-fosfattan ubikinona elektronların geçiş yolu.

ETS-MİTOKONDRİAL KOMPLEKSLER Kompleks II: Süksinat —> Ubikinon; sitrik asit döngüsündeki zara bağlı tek enzim olan süksinat dehidrogenazdır. Kompleks I’den daha küçük ve basit olmakla beraber, iki tip prostetik grup ve en az dört farklı protein içerir. Bir proteinde, kovalent bağlı FAD ve dört Fe atomlu bir Fe-S merkezi vardır; ikinci bir demirsülfür protein de bulunur. Elektronlar süksinattan FAD’ye sonra Fe-S merkezler üzerinden ubikinona geçer.

ETS-MİTOKONDRİAL KOMPLEKSLER Süksinattan kompleks II yapısına elektron aktarılması; oksaloasetat ve malonat tarafından inhibe edilirken, karboksin ve thenoiltrifluoroaseton ise elektronların kompleks II’den ubikinona aktarılmasını inhibe ederler.

ETS-MİTOKONDRİAL KOMPLEKSLER Kompleks III: Ubikinon—> Sitokrom c Bir sonraki solunumsal kompleks olan Kompleks III, sitokrom bc1 kompleksi veya ubikinon: sitokrom c oksidoredüktaz olarak da bilinir. Ubikinolden (QH2) sitokrom c’ye elektron aktarırken, matriksten zarlararası boşluğa protonların vektöriyal transferini de sağlar.

ETS-MİTOKONDRİAL KOMPLEKSLER Dimerik yapı fonksiyon için esansiyeldir. - Kompleks ubikinon için iki farklı bağlanma bölgesi taşır (QN ve QP). Monomerler arasındaki boşluk her bir monomerde biri olmak üzere bu bağlanma bölgelerini içerir. Ubikinon intermediyerleri bu boşluk içerisinde elektron ve protonları iç mitokondriyel membrana taşırlar.

ETS-MİTOKONDRİAL KOMPLEKSLER Q döngüsü: Kompleks III üzerinden elektronların akışı mavi oklarla gösterilmiştir. Zarın P tarafında QP bölgesinde iki molekül QH2, Q'ya oksitlenirken dört proton da zarlararası boşluğa salınır. Her QH2 bir elektronunu sitokrom c’ye (Rieske Fe-S merkezi üzerinden) ve bir elektronunu da Q’nun QN bölgesindeki bir moleküle (sitokrom b aracılığıyla) vererek, Q’yu iki basamakta QH2'ye indirger. Bu indirgenme aynı zamanda matriksten alınan iki protonu da kullanır.

ETS-MİTOKONDRİAL KOMPLEKSLER Antimycin A: Membranın N (matriks) yüzünde QN’e bağlanarak hem bH dan Q’ya elektron akışını durdurur. Myxothiazol: Membranın P yüzünde 2Fe-2S merkezi ve hem bL ‘nin yanındaki QP‘ye bağlanarak QH2’den Rieske demir-sülfür proteinine elektron akışını engeller

ETS-MİTOKONDRİAL KOMPLEKSLER Kompleks IV: Sitokrom c —>02, sitokrom oksidaz olarak da bilinir; solunum zincirinin son basamağında elektronları sitokrom c’den moleküler oksijene taşırken oksijeni de suya indirger. Kompleks IV mitokondri iç zarının büyük bir enzimidir (13 altbirim; Mr204,000).

ETS-MİTOKONDRİAL KOMPLEKSLER Solunum zincirindeki dört kompleksten, elektron ve proton akışının özeti.

ETS-MİTOKONDRİAL KOMPLEKSLER İntermembran aralığa pompalanan H+ sayısı: 1mol NADH’tan e’ aktarılınca 10 1mol FADH2’den e’ aktarılınca 6