vault backup: 2025-12-10 09:12:28

content/Biokemi/Metabolism/Elektrontransportkedjan/🗒 Anteckningar.md

@@ -0,0 +1,332 @@
+---
+tags:
+  - biokemi
+  - elektrontransportkedjan
+  - anteckningar
+föreläsare: Ingela Parmryd
+date: 2025-12-05
+---
+Redoxpotential är viktig
+Vad händer med NADH/FADH?
+
+# Mitokondrien
+- Kan ändra form, beroende på vilken cell
+- Kan finnas olika många
+- Finns där det används mycket energi
+	- t.ex. i spermier
+	- Ju fler mitokondrier ju snabbare kan man springa. Upp till 6 ggr så många
+- Yttre membranet ett porin, dvs ett kanalprotein som heter VDAC
+	- kanaltypen är anjon, speciellt för små joner
+	- mycket ska in och ut ATP, pyruvat
+- koncentratrationer i mellanmembranet och cytoplasman är lika stora
+- effektiv energionvandling kräver membran
+	- gradienter, skillnader mellan sidorna, byggs up
+
+# ETK
+1. Flyttar elektroner samtidigt som 
+2. ⛽ Pumpar protoner
+3. från matrix till $H^+$
+4. Transport av é sker mellan komponenter med ökande affinitet för é
+
+## Komplex I: NADH-Q-oxidoreduktas
+2é från NADH
+$4H^+$ pumpas för varje NADH
+$H^+$ tas upp från matrix
+Får 4.5 $H^+$
+
+Fyra ej kontinuerliga, vertikala $H^+$-kanaler
+Sammanbundna både på matrixsidan och mellanmembransidan.
+1. längsgående horisontell 𝛼-helix mot matrix
+2. b-hårsnål-helix motiv mot MMU
+- $Q + 2e^- → Q^{2-}$ → konformationsändring av 1 & 2 ovanför
+	- gör att protoner som bundit in på matrix-sidan kommer släppas lös på MMU-sidan
+NADH + Q + $5H^+_{matrix}$ → $NAD^+$ + $QH_2$  + $4H^+_{mmv}$
+## Komplex II: Succinat-Q-reduktas 
+Kopplat till TCA
+## Komplex III: Q-Cytrokrom-oxidoreduktas
+2é från $FADH_2$ via komplex II
+Får 3 $H^+$
+Q-pool
+- allt Q & Q$H_2$ som finns i membranet
+Q-cykeln
+- -2é från Q$H_2$  cytc kan ta emot é
+
+1. $QH_2$ 1 é → cytc
+	- 1é→ Q → $Q^-$ 
+		- får en radikal som är bunden, så den lossar inte (ofarlig)
+2. $QH_2$ 1 é → cytc
+	- 1é→ $Q^-$  → $Q^{2-}$ → $QH_2$  (sista tar upp $2H^+$ från matrix)
+$QH_2$ + $2CytC_{oxi}$ + $2H^+_{matrix}$ → Q + $2cytc_{reducerad}$ + 4$H^+_{mellanmembran}$
+## Komplex IV:  Cytokrom-C-oxidas
+$2é + 2H^+ + 1/2 O_2 → H_2O$
+- kallas cellandningen eller respiration
+Är konservativt, dvs viktigt protein.
+Krävs 4 st komplex.
+Får 3 $H^+$
+1. 2 $Cytc_{red}$ reducerar
+	1. Fe
+	2. Cu
+	3. 2$Cytc_{ox}$ bildas
+2. $O_2$ binder in  → peroxid
+	1. blått reducerat (i slide)
+	2. rött oxiderat (i slide)
+3. 2$Cytc_{red}$ binder → spjälkning av perioxid till 2HO
+	1. Får en $2CytC_{ox}$ 
+4. 2$H^+$ tas från matrix → 2$H_2O$
+
+Summering: 4 $Cytc_{red}$  + 8$H^+_{mat}$ + $O_2$ → 4$cytc_{ox}$ + 2 $H_2O$ + 4 $H^+_{mellanmembran}$ 
+# Sammanfattning om Komplex
+I 1,3,4 är fördelaktig att ge sig av elektron.
+Mesta energi används för att flytta mellan matrix och 
+Kemisk energi som bygger upp elektrisk energi
+
+Verkar viktigt: Följ vad som händer med de 2 elektronerna över de olika komplexen
+Får totalt upp ungefär:
+- ~10 $H^+$/$NADH^+$ (kan variera i olika källor)
+- ~6 $H^+$/$FADH_2$ (kan variera i olika källor)
+$FADH_2$ är värt något minde
+
+# Fråga
+---
+
+Varför bildas gradienten av protoner och inte av tex $Na^+$ eller $Cl^-$?
+- Får ingen pH-skillnad
+- När det är protoner får man elektriska och kemiska egenskapr
+	- dvs, proton-gradienten är störst
+
+## Redoxpotential
+- $\Delta E\degree{o}'$ = standardpotentialen
+	- mäts vid pH7 mot 1 atm $H_2$/1M H+
+- Om é överförs till $H^+$ → negativ redoxpotential
+- Om det tas från  $H_2$ → positiv redoxpotential
+- Ju högre negativt redoxpotential ju lämpligare elektrondonator
+	- NADH har den mest negativa
+- Ju mer positiv redoxpotential, desto bättre elektronacceptator
+
+Redoxpotentialen bestämmer ordningen av hur elektroner går igenom komplexen i ETK.
+
+## é-bärande lp,åpmemter i ETK
+
+- Fe-S kluster: $Fe^{2+}$/$Fe^{3+}$
+- FMN-flavin mononukleotid:  2é
+	- samma mekanisk som $FADH_2$
+- Q/coenzym eller Q/ubikinon
+	- väldigt långt namn: 
+	- finns i mitokondriens inre membran
+	- förflyttar elektroner från Komplex I & II → Komplex III
+	- bärare av 2é
+		- kan bilda skadliga **RADIKALER**
+- Cytokrom $Fe^{2+}$/$Fe^{3+}$
+	- heme-grupper
+- Cytokrom-C
+	- förflyttar é från Komplex III till komplex IV
+	- $Cu^+$/$Cu^{2+}$
+
+---
+
+# Elektrokemik gradient
+# $\frac{MMV: H+ H+ H+}{MAT: H+}$
+
+Gör att vi får:
+- $\Delta V$ - elektrisk 🔌 gradient
+- $\Delta pH$ - kemik ☣ gradient
+
+Stark 🦾 drifkraft för att gå tillbaka till matrix
+
+# Protonpumpar
+När é ➖ avges följer protoner ➕ med
+- protonerna kommer med från vatten 🚰, som det finns gott om
+é ➖ → energi till konformationsändring
+→ upptag av $H^+$ från matrix, frisläppning i MMU
+$H_2O$ 🚰 bärare av protoner $H_3O^+$ 
+
+
+# Fråga 2
+
+Vilken typer av aminosyror är lämpliga för protontransporter?
+- Aspartinsyra och Glutaminsyra har det lättast men Lys/His och Arg kan också
+	- de har negativt laddad 
+
+
+
+
+
+
+# Respirasom
+
+Komplex med 2 av komplex I, III och IV
+- dvs de som pumpar elektroner
+- ligger nära för att minska avståndet, elektroner rör sig inte långt
+- avstång ~15Å mellan é-bärare
+- Gör att é-transporten blir effektiv (möjlig)
+
+# ATP-syntas
+
+Den använder sig av den elektrokemiska gradienten. 
+Hittas i mitokondriens inre membran. 
+Består av två delar
+- en som sitter i membranet och
+- en som sitter i matrix
+- Roterar när $H^+$ släpps igenom
+	- $F_1$ i matrix, ATP-syntes
+
+I $F_0$ finns det: (snurrar inte)
+- a-subenheten är en halvkanaler för $H^+$
+	- $H^+$ binder från MMV till Asp/Glu → neutraliseras → $H^+$ överförs till c-ring → subenheten flyttar ett steg (45 grader i eukaryota)
+- c-ring:
+	- när den snurrat ett halvt varm kan $H^+$ frigöras i matrix
+	- sker snabbt och kontinuerligt
+	- mellan 8-14 subenheter
+$F_1$ finns (i matrix)
+- 𝛼-subenhet - varannan i ringen
+
+- β-subenhet - varannan i ringen
+	- här sker ATP-syntesen
+	- pendlar mellan open/tight/loose konformationer i ett varv
+		- **L**oose = ADP+Pi binder in
+		- **T**ight = ATP bildas
+		- **O**pen = frisläppning av ATP
+- γ-subenheter (gamma) - sitter i mitten
+	- förandrade till c-ringen och roterar med den asymmetri = olika interaktion vid de tre β-subenheterna
+	- nyckel för omvandling av  β-subenheterna
+- ε-subenheter (epsilon)
+	- namedrop!
+- bildar tillsammans en ring av 6-subenheter
+- 3 ATP per varv
+
+ADP + Pi <→ ATP
+- $H^+$ → $H_2C$
+- $H_2O$ → $H^+$ 
+
+~ 100 ATP/s & ATP-syntas
+~ 4$H^+$/ATP
+
+
+
+Förenkling:
+- Rotor: c, γ, ε.
+- Stator/Statiska: a, b, α₃β₃, δ.
+
+ATP-syntas bildar dimerer
+- dimerer bildar oligomerer
+	- stabilisering av rotationskraft🦾 
+	- bildning av cristae
+
+# Fråga
+Utan syre stannar citronsyracykeln. Varför?
+Det kommer ju först in i sista steget
+Hastighetsbegränsingen är återbildningen av NAD+/FAD+
+# Transport
+
+1. med hjälp av 🔌-gradient
+2. med hjälp av shuntar
+
+# G3P-shuten
+- framförallt i skelettmuskler
+- snabbt
+- NADH överför é till FAD → $FADH_2$ 
+- protoner pumpas ej i Komplex I
+
+# Malat-aspartat-shunten
+- hjärta & lever
+- långsam (i jämförelse med G3P-shuten)
+	- fler steg, igenom membran osv
+- $NADH_{cyt}$ återbildas som $NADH_{mat}$ 
+	- fyra olika föreningar transporteras in och ut
+- Protoner pumpas i alla komplex
+
+---
+
+ATP har en laddning på 4-
+ADP har en laddning på 3-
+Adenin-nukleotid-translokas
+~15% av alla IM-proteiner
+
+första tar vara på den elektriska gradienten
+- ATP in ADP ut
+andra tar vara på den kemiska gradienten
+- OH in Pi ut
+tredje tar hand om elektrokemiska gradienten
+- H+/pyruvat ut
+
+bildar tillsammans komplex med ATP-syntas
+
+de två första använder c:a 25% av gradienten 
+- dvs för att skuffla in och ut med ATP/ADP, OH/Pi
+
+---
+
+
+# Fråga
+
+Vad har det för effekt att en frikopplare?
+
+# Frikopplare
+
+- Utjämnar gradienten utan att den bildar ATP
+- UCP1: uncoupling protein i brunt fett
+	- det gör det varmt
+	- det gör att temperaturen går ner gör att det frigörs släppning av fria fettsyror från adipocyter
+	- → binder till VCPM → aktivering → termogenes
+		- händer mycket spädbarn
+			- har svårare med temperaturreglering än vad vuxna har
+		- djur som går i idé
+		- vuxna har lite grann
+
+# Inhibitorer
+
+Rotenon och amytal, komplex I.
+- sportfiskarkretsar, slänger ut det i sjöar så kommer fiskar upp till ytan, det hämmar ETK
+- antimycin A, komplex III
+- cyanin,azid,kolmonooxid - komplex IV
+- oligomycin - ATP-syntas
+
+Hämmar man ETK, så hämmar man ATP-syntas 
+Hämmar man ATP-syntas så hämmar man ETK
+
+oxidativ fosforylering
+- det här sker i hela ETK, beroende på oxidation och syre
+
+Finns många protongradienter
+
+# ATP produktion
+
+2 ATP
+
+|                        | ATP   | NADH                                 | FADH2             |
+| ---------------------- | ----- | ------------------------------------ | ----------------- |
+| Glykolys (cytoplasman) | 2     | 2                                    |                   |
+| PDH (matrix)           |       | 2                                    |                   |
+| TCA (matrix)           | 2     | 6                                    | 2                 |
+| ETK                    |       | varje ger 2.5 ATP om den är i matrix | varje ger 1.5 ATP |
+|                        | 30-32 |                                      |                   |
+
+----
+
+Summary
+
+mitokondrie: anpassar, lokalation beroende var ATP behövs, träna ökar mer
+ATP-behov: kontinuerligt, kroppsvikt på en dag basalt
+redoxpotential: hur bra en förening är på att ge ifrån sig elektroner, ju negativ desto bättre donator, ju positiv...
+i ETK: går från låg till hög redoxpotential
+elektrokemisk gradient: använder både elektrisk (laddning) och kemisk (pH)
+transport: mha energi från é, NADH/FADH2 som vill bli av med sina elektroner
+- alltid vatten som är bärare av protoner
+komplex
+- Q-NADH: é lämnar ifrån och Q reduceras, pumpar 4 elektroene bidrar till gradient
+- S-Q reduktas: q kan bara två elektroner, men c kan bara ta emot en
+	- två reducerare kommer komma in , två reducerade cytokrom c, en radikal hindras från att komma oss
+- CytoC liten m som för elektronerna från 3 till 4
+	- där syre kommer in
+	- vid syre, binder det koppar/järn, först peroxid och sen tar upp protoner i olika steg
+- 1,3,4 bildar respirasom med 2 kopior av varandra, pga avstånd som é inte gillar
+ATP-syntas, roterande och statisk del
+- gamma förandrar i matrix med alfa/beta där beta gör atp
+shuntar transporterar under omvandlig, från/till cytoplasma och matrix
+frikopplare använder energi för termogenes varmt
+inhibitorer, stor risk för dödlig utgång
+
+
+
+
+