آخـــر الـــمـــشـــاركــــات

+ الرد على الموضوع
النتائج 1 إلى 3 من 3
  1. #1
    تاريخ التسجيل
    Jan 2010
    الدولة - المدينة
    Syria, Hama
    الجامعة
    Albaath uni
    الدراسة
    Medicine
    المشاركات
    6,455
    الجنس
    ذكر
    معدل تقييم المستوى
    50

    افتراضي الفسفرة التأكسدية Oxidative Phosphorylatian

    -الفسفرة التأكسدية Oxidative Phosphorylatian :

    أ- مقدمة عامة :
    هي سلسلة مؤلفة من عدة مكونات أو عدة مركبات موجودة بشكل منطمر في منطقة الأعراف المتقدرية الموجودة في الغشاء المتقدري الداخلي ، حيث يوجد في كل متقدرة ما لا يقل عن عشرة آلاف وحدة من السلسلة التنفسية ، و هذا يوضح حجم العمل الذي تقوم به هذه السلسة من أجل الاستقلاب السوي و الكامل في جسم الإنسان .
    تدعى هذه السلسلة بالتنفسية لأن تفاعلات التنفس الخلوي تنتهي فيها ، و يتحول O2إلى CO2و H2O ، و تدعى العملية بالتنفس الهوائي لاتكالها على الأوكسجين أو الهواء .
    السلسلة التنفسية هي السبيل النهائي لمرور المكافئات المرجعة الآتية من تفاعلات استقلاب المواد الغذائية في جسم الإنسان أي هي سبيل حتمي و ضروري .
    و الغاية من إجراء التفاعلات على مستوى السلسلة التنفسية هو نقل للإلكترونات e-و البروتونات H+عبر مكونات السلسلة بتفاعلات أكسدة و إرجاع لاقتناص الطاقة الحرة على شكل روابط عالية الطاقة في ATP .
    ب- عناصر السلسلة التنفسية :
    تتكون السلسلة التنفسية من ثلاث معقدات يروتينية ضخمة :
    NADH – Q Reductase او يسمى NADH dehydrogenase-1 :
    يقوم بنقل الالكترونات من NADH الى الابيكينون , يحتوي هذا المعقد على FMNو عدة مراكز من الحديد والكيريت.
    2- QH2 – Cytochrome C reductase Complex
    يسمى ايضا Cytochrome C reductase ويتضمن السيتوكروم b و بروتين حاوي على الكبريت والحديد , ثم السيتوكروم C1.
    3- Cytochrome Oxidase Complex
    يتألف من حوالي 13 سلسلة عديدة البيتيد مختلفة وزمرتي هيم وشاردتي نحاس , كل زمرة هيم تسمى بـ a و a3 والاخير تتوضع با لقرب من شاردة النحاس والاوكسجين والاخير مرتبط بقوة بين هيم a3 و والنحاس خلال ارجاعه الى الماء .

    تبدأ هذه المكونات بالضرورة من تفاعلات الأكسدة التي يتم فيها نزع الهيدروجين أي البروتونات و الإلكترونات من الركيزة ( AH2) ، حيث يعني الرمز السابق أن الركيزة تعطي 2e- و 2H+ . و يتوسط التفاعلات هذه نازعات الهيدروجين التي يكون NAD+تميمها ، فتنزع 2e- و 2H+ليتشكل لدينا NADH+H+و تصبح الركيزة A ، فتعود لشكلها المؤكسد .
    و هكذا أصبحت لدينا المكافئات المرجعة بشكل NADH+H+سواء كان التميم هو مباشرة NAD+أو تم إدخال NADH إلى السلسلة التنفسية .
    فالبداية تكون عند NADH+و أول أنزيم في السلسلة التنفسية هو نازع هيدروجين NADH+الذي تميمه FMN ( الفلافين أحادي النكليوتيد ) الذي سيدخل في تفاعل مع NADH+يعيده إلى حالته الأصلية أي NAD+، و يصبح FMN بالشكل المرجع أي FMNH2.

    المركب الثاني في السلسلة التنفسية هو : كو أنزيم Q أو اليوبيكينون ، و يتألف عند الإنسان من معقد إيزوبرنوئيد مؤلف من 10 وحدات متسلسلة فيدعى عند الإنسان ﺒ CoQ10إشارة إلى بنيته ، و هو يتلقى الهيدروجين من FMNH2و يعيده إلى شكله المؤكسد ، و بالمقابل يتحول CoQ إلى الشكل المرجع ( CoQH2) فتصبح المكافئات المرجعة محمولة عليه .
    هناك أنزيمات من نمط نازع الهيدروجين يكون تميمها FAD و ليس NAD+و من هذه الأنزيمات لدينا :
    نازع هيدروجين السوكسينات : أنزيم شره للإلكترونات ، و له دور هام في استقلاب الطاقة .
    نازع هيدروجين غليسرول 3- فوسفات المتقدري ( ليس السيتوزولي ) .
    يمكن للركيزة أن تدخل السلسلة التنفسية عبر طريق آخر ، فالمركب BH2المرجع يدخل في تفاعل نزع الهيدروجين بأنزيم معتمد على FAD ، الذي يتحول إلى FADH2و تصبح الركيزة مؤكسدة B ، و يختلف هذا المسلك في أن المكافئات المرجعة تدخل عبره فوراً إلى مرحلة CoQ ، عكس المكافئات المنقولة عبر NAD+التي تدخل من بداية السلسلة .
    يلي هذه المراحل عدد من التفاعلات عبر عمل مركبات أخرى هي السيتوكرومات ، نواقل للالكترونات تحوي الهيم ( البورفيرين المؤلف من أربع حلقات بيرول في وسطها ذرة حديد ) و لكن الفرق الهام بين هيم السيتوكروم و هيم الخضاب هو أن هيم السيتوكروم يتعرض للأكسدة و الإرجاع و يتغير بين Fe+2 و Fe+3 ، أما هيم الخضاب فيبقى في حالة Fe+2 لأنه يؤكسج و لا يؤكسد ، و تأكسده إلى Fe+3يعني تشكل الميتيهيموغلوبين غير الفعال في نقل الأوكسجين و هو حالة مرضية .
    يحوي السيتوكروم على ذرة حديد واحدة ، و هي تستطيع فقط نقل إلكترون واحد و تعجز عن تقبل الهيدروجين و هذا يفضي إلى الحقائق التالية :
    خروج الهيدروجين من CoQ على شكل 2H+.
    حاجة السيتوكروم إلى دورتي عمل لنقل 2e-.
    أول السيتوكرومات هو السيتوكروم b الذي يسحب إلكترونات CoQH2و يعيده بعد خروج 2H+إلى الشكل المؤكسد CoQ ، و يصبح السيتوكروم في حالة إرجاع ( الحديد نمط Fe+2)
    يأتي الآن دور السيتوكروم c1الذي يأخذ الإلكترونات من حديد السيتوكروم b و يتحول إلى حالة الإرجاع .
    يلي هذا السيتوكروم c ، لتتكرر العملية عليه .
    و أخيراً نصل إلى السيتوكروم الأخير و هو السيتوكروم aa3، و هو أقوى سيتوكرومات السلسلة التنفسية و يدعى السيتوكروم أوكسيداز ، و يرمز ﺒ aa3لاحتوائه زمرتي هيم ،و يتراوح بحالاته بين الأكسدة و الإرجاع ، و هو السيتوكروم الأخير لأن الإلكترونات تخرج بعده لتنضم إلى الأوكسجين الذي يتفاعل مع البروتونات ليتشكل جزيء الماء H2O .
    و تتجه تفاعلات التنفس دوماً نحو الماء لارتفاع كمون الريدوكس له و بالتالي يمكن إنتاج كمية أكبر من الطاقة الحرة ، و هذا أمر يدل على عظمة التنظيم في عملية التنفس الخلوي .
    ج- السلسلة التنفسية الطويلة و السلسلة التنفسية القصيرة :
    في الفقرة السابقة لاحظنا وجود مدخلين للسلسلة التنفسية :
    o المدخل الأول : تعبر منه المكافئات المرجعة في جميع عناصر السلسلة التنفسية بدءاً من نازع الهيدروجين المعتمد على NAD+حتى السيتوكروم aa3، و هذه السلسلة تدعى بالطويلة .
    o المدخل الثاني : تعبر منه المكافئات المرجعة في جميع عناصر السلسلة التنفسية بدءاً من CoQ و تتجاهل عناصر السلسلة التنفسية الأولى المعتمدة على NAD+، و بدلاً منها تتكل على أنزيمات نازع الهيدروجين المعتمد على FAD .
    د- كمونات الريدوكس في السلسلة التنفسية و أهمية ذلك :
    في مخطط السلسلة التنفسية نلاحظ وجود أرقام تعير عن كمونات الريدوكس لكل مركب من مركبات السلسلة . و نلاحظ أن :
    § تكون الكمونات في تفاعلات نازعات الهيدروجين المعتمدة على NAD+أكثر كهرسلبية و قدرت بحوالي -0.38 فولط ، مما يفسر إمكانية انتقال الإلكترونات و البروتونات من هذا المكون إلى تفاعل نازع هيدروجين NADH+H+، و من ثم من هذا المكون إلى الذي يليه و هكذا ...
    § دخول نازعات الهيدروجين المعتمدة على FAD إلى السلسلة في مرحلة CoQ ، بسبب أن كموناتها أكثر كهرجابية فتتراوح بين +0.03 _ +0.06 فولط ، كمون الريدوكس للمكون CoQ مساوي لـ 0.1 فولط .


    ﻫ- مواضع اصطناع ATP في السلسلة التنفسية :
    لصنع جزيئة ATP واحدة بدءاً من ADP و Pi ، أي تشكيل رابطة فوسفاتية عالية الطاقة ( ~P ) نحتاج إلى طاقة قدرها 7.3 كيلو كالوري / مول ، و تكافئ فرقاً في كمون الريدوكس لا يقل عن 0.19 فولط .
    و حسب تجارب أجريت في الزجاج In vitro ، يؤدي إدخال جزيئة NADH+H+إلى السلسلة التنفسية ، أي ما يكافئ 2H+ + 2e- ، إلى توليد 3 جزيئات ATP .
    لذلك لا بد من وجود 3 أماكن على الأقل في السلسلة التنفسية يكون الفارق بين مكوناتها في كمون الريدوكس 0.19 فولط ، و هذه الأماكن هي :
    i. المكان الأول : الفرق بين -0.32 فولط و 0.1 فولط ، و يشرف عليه معقد نازع هيدروجين NADH .
    ii. المكان الثاني : بين CoQ و السيتوكروم c ، و هما يحددان مكاناً مناسباً تماماً لتحقيق فارق 0.19 فولط .
    iii. المكان الثالث : بين السيتوكروم c و السيتوكروم aa3.
    نلاحظ أنه لا يحدث لدينا نقل واحد بين CoQ و السيتوكروم c ، لأن تحرر الطاقة يتم بصورة جزئية و تكمن الفائدة من ذلك في أنها تسمح بالاقتناص الأمثل لصنع ATP .
    و نقول في النهاية : كمون الريدوكس هو صاحب الدور الأعظم في صنع الطاقة .
    علاقة حلقة كريبس مع السلسلة التنفسية :
    · كلاهما يجري في المتقدرة .
    · تتلقف السلسلة التنفسية بسرعة المكافئات المرجعة المتولدة عن حلقة كريبس لتجري عليها عمليات الأكسدة و الإرجاع ، و كل دورة لحلقة كريبس تولد 3 جزيئات NADH+H+ و جزيئة FADH2.
    و- المردود الطاقي للسلسلة التنفسية و الفسفرة التأكسدية :
    a. السلسلة الطويلة : تساوي كمونات الريدوكس في السلسلة الطويلة -0.32 فولط في البداية إلى +0.82 فولط في النهاية ، فالفرق بينهما 1.14 فولط .
    b. السلسلة القصيرة : تساوي كمونات الريدوكس في السلسلة القصيرة 0.03 فولط في البداية إلى +0.82 فولط في النهاية ، فالفرق بينهما 0.79 فولط .
    لوحظ تجريبياً أن تشكيل رابطة ~P يتطلب طاقة قدرها 7.3 كيلو كالوري / مول ، و تكافئ هذه الطاقة فرقاً في الريدوكس قدره 0.19 فولط .
    a. في السلسلة الطويلة : يتم تشكيل 3 جزيئات ATP ، أي 3 روابط ~P . و هذا يعني حاجتنا لفرق في الريدوكس قدره 3X0.19= 0.57 فولط ، لكن فرق الريدوكس الموجود هو 1.14 فولط فالمردود 0.57/1.14= 50 % .
    b. في السلسلة القصيرة : يتم تشكيل جزيئتين من ATP ، أي رابطتين ~P . و هذا يعني حاجتنا لفرق في الريدوكس قدره 2X0.19= 0.38 فولط ، لكن فرق الريدوكس الموجود هو 0.79 فولط فالمردود 0.38/0.79= 48 % .
    ز- تفسير الفسفرة التأكسدية :
    قدمت فرضيتان لتفسير آلية الفسفرة التأكسدية و هما :
    a) الفرضية الكيميائية : و تفترض وجود اقتران كيميائي مباشر في جميع المراحل ، لكن عدم إمكانية عزل أي من المركبات المقترحة عالية الطاقة التي تقوم بربط الأكسدة مع الفسفرة أدى إلى فقد هذه الفرضية لموثوقيتها .
    b) الفرضية الكيميائية التناضحية للعالم Mitchell : و تمثل أكثر الفرضيات قبولاً .
    تفترض نظرية Mitchell أن أكسدة المكونات في السلسلة التنفسية تولد شوارد الهيدروجين H+التي تمر في المراحل التالية :
    تقذف هذه الشوارد خارج الغشاء المتقدري الداخلي .
    يؤدي التوزع اللا متناظر للبروتونات إلى اختلاف بين مطرق المتقدرة و الفراغ بين الغشاءين في الشحنة و درجة الحموضة ، فيصبح الفراغ أكثر كهرجابية و حموضة ، أما المطرق فيصبح أكثر كهرسلبية و قلوية ، لذلك ينشأ مدروج كهركيميائي بينهما ، لأن غشاء المتقدرة الداخلي غير نفوذ للبروتونات في الحالة الطبيعية . و يستفاد من هذا المدروج في اصطناع ATP .
    تعتمد هذه الفرضية على سلامة الغشاء المتقدري الداخلي و بقاءه في حالة غير نفوذة للبروتونات ، و تعمل المعقدات الخاصة بالسلسلة التنفسية و هي المعقدات I ، III ، IV كمضخات بروتونية .
    مما دعم صحة هذه الفرضية الدراسات التي أجريت بالمجهر الإلكتروني على الغشاء المتقدري الداخلي ، إذ تبين وجود معقدات مبعثرة خاصة بالفسفرة على سطحها الداخلي منها أنزيم صانع ATP ( ATP synthase ) ، يتألف هذا الأنزيم من عدة وحيدات بروتينية تدعى باسم الوحيدات F1، تكون ناتئة باتجاه المطرق تحوي الأنزيم الصانع ﻠ ATP . و تتصل هذه الوحيدات بواسطة سويقة بمعقد غشائي بروتيني يدعى F0مؤلف من عدة وحيدات بروتينية . و هذا المعقد الصانع ﻠ ATP يحوي قناة تمرر البروتونات تدعى القناة البروتونية ، و هذا المرور ينشط الأنزيم الصانع ﻠ ATP ، فيقوم بضم الفوسفات اللا عضوية Piإلى ADP مشكلاً ATP .
    و إلى الآن لم يحدد بدقة عدد البروتونات التي يتم إزفاؤها ( ضخها ) عبر معقدات السلسلة مقابل جزيء NADH أو FAD الجاري أكسدته . و من المعتقد بصورة عامة أن :
    المعقد I يقوم بإزفاء 3 - 4 بروتونات .
    المعقد III يقوم بإزفاء 4 بروتونات .
    المعقد IV يقوم بإزفاء 2 بروتونين .
    لذلك للتبسيط يعتبر عدد البروتونات 3 في أكسدة NADH و 2 في أكسدة FADH2.
    ح- مثبطات السلسلة التنفسية و الفسفرة التأكسدية :
    هناك مجموعة من المركبات التي تقوم بالتأثير سلباً عل عمل السلسلة التنفسية و الفسفرة التأكسدية ، و تدعى بالمثبطات و تصنف إلى ثلاث زمر :
    1) مثبطات السلسلة التنفسية .
    2) مثبطات الفسفرة التأكسدية .
    3) مزيلات اقتران الفسفرة التأكسدية .
    و سندرس فيما يلي بعضاً من هذه المركبات :
    الزمرة الأولى : تقوم بتثبيط السلسلة في مواقع تتوافق مع تفاعلات اصطناع الطاقة و تشمل :
    § الموقع الأول : حيث يوقف المثبط عملية النقل الإلكتروني بين NADH و CoQ و من هذه المثبطات :
    ü الأموباربيتال Amobarbital المنتمي إلى زمرة البربيتورات .
    ü البيرسيدين APiericidin A أحد أنواع المهدئات و المسكنات .
    ü الروتينون Rotenone مبيد حشري سمي باسم السمك الذي اكتشف فيه .
    تعمل هذه المثبطات على منع أكسدة الركائز المتصلة بالسلسلة التنفسية عن طريق نازعات الهيدروجين المعتمدة على NAD ، و ذلك بإيقاف الانتقال إلى CoQ .
    § الموقع الثاني : حيث يوقف المثبط النقل الإلكتروني بين السيتوكروم b و السيتوكروم c ، و من هذه المثبطات :
    ü الديمركابرول Dimercaprol .
    ü مضاد الميسين Antimycin .
    § الموقع الثالث : حيث يوقف المثبط النقل الإلكتروني بين السيتوكروم c و السيتوكروم أوكسيداز aa3، و من هذه المثبطات :
    ü H2S غاز كبريت الهدروجين .
    ü CO غاز أحادي أكسيد الكربون . CN السيانيد.
    § الموقع الرابع : يثبط نقل المكافئات المرجعة من نازع هيدروجين السوكسينات إلى CoQ و من هذه المثبطات :
    ü الكربوكسين Carboxin .
    ü المالونات و هي مثبط تنافسي لنازع هيدروجين السوكسينات .
    الزمرة الثانية : تقوم بالتأثير على عمليات الفسفرة التأكسدية بصورة خاصة و من هذه المثبطات :
    ü الأوليغومايسين Oligomycin : يحصر بصورة تامة الفسفرة التأكسدية بغلق التيار البروتوني في الأنزيم صانع ATP ، فهو لا يؤثر في السلسلة التنفسية مباشرة و إنما في مرحلة لاحقة تتعلق بالفسفرة .
    ü الأتراكتيلوزيد Atractylozid : مثبط للفسفرة التأكسدية من خلال إيقاف عمل الأدنيل نكليوتيد ترانس لوكاز الذي يشغل الموقع السادس في الجمل الناقلة للغشاء المتقدري الداخلي ، فهو المسؤول عن التبادل بين ADP القادم من السيتوزول و ATP المتشكل من الفسفرة التأكسدية في المطرق ، و هذا المثبط يمنع الجملة الناقلة من أداء عملها .
    الزمرة الثالثة : و تدعى بمفككات الاقتران لأنها تؤدي إلى فصل الأكسدة عن الفسفرة ضمن السلسلة التنفسية مما يفسر التأثير السمي لهذه المركبات في الجسم ، و لن يكون لتركيز ADP أو Pi أي تأثير على التنفس مما يؤدي إلى عدم انتظامه و من هذه المركبات :
    ü ثنائي نترو الفينول ( DNP ) 2,4 Di nitro phenol : و هو مبيد حشري معروف و أكثر مركبات هذه الزمرة استخداماً ، و يعمل على زيادة نفوذية الغشاء المتقدري الداخلي للبروتونات مسبباً نقصاً في المدروج الكهركيميائي معطلاً بذلك عمل الأنزيم صانع ATP .
    ü ثنائي نترو الكريزول Di nitro cresol .
    ü خماسي كلور الفينول Penta chloro phenol .
    ü الغراميسيدين .
    ü الفالينومايسين .
    _الخلاصة: ان مجمل الطافة الناتجة عن اكسدة السكريات والشحوم والبروتينات تنتقل الى المتقدرات بشكل مكافئات مرجعة , حيث تمر خلال السلسلة التنفسية عبر مدروج ريدوكس تنازلي وذلك عبر زمرة من الحوامل الى تفاعلها الاخير مع الاوكسجين لتشكيل الماء.
    - تصنف حوامل اليدوكس ضمن مجموعات تدعى معقدات السلسلة التنفسية , بحيث تقوم باستخدام الطاقة المتحررة خلال مدروج الريدوكس من اجل ضخ البروتونات الى خارج الغشاء مولدة بذلك كمونا كهربائيا كيميائيا عبر الغشاء .
    - يجتاز الغشاء المعقد الانزيمي الصانع ATP مستخدما الطاقة الكامنة الناتجة عن المدروج البروتوني لانتاج ATP , وبذلك تقترن الاكسدة وبشكل صميم بالفسفرة لتلبي حاجات الخلية من الطاقة .

    اللهم دبر لنا أمورنا فإننا لا نحسن التدبير

  2. #2
    الصورة الرمزية basil104
    basil104 زائر

    افتراضي

    شـكــ وبارك الله فيك ـــرا لك ... لك مني أجمل تحية .

  3. #3
    تاريخ التسجيل
    Jan 2011
    الدولة - المدينة
    algeria
    الجامعة
    el oued
    الدراسة
    biology
    العمر
    34
    المشاركات
    1
    الجنس
    ذكر
    معدل تقييم المستوى
    0

    افتراضي

    ما شاء الله عليك أخي
    موضوع في قمة الروعة
    أريد أن أسألك
    كم بروتون يلزم ضخه عبر ATP synthase لتكوين جزيئة ATP

  4. اعلانات
+ الرد على الموضوع

المواضيع المتشابهه

  1. فلاش طبي يوضح الفسفرة التأكسدية oxidative phosphorylation
    بواسطة Dr.Ahmad في المنتدى الكيمياء الحيوية Biochemistry
    مشاركات: 3
    آخر مشاركة: 11-22-2010, 11:59 AM

ضوابط المشاركة

  • لا تستطيع إضافة مواضيع جديدة
  • لا تستطيع الرد على المواضيع
  • لا تستطيع إرفاق ملفات
  • لا تستطيع تعديل مشاركاتك