1
0

vault backup: 2025-12-08 19:58:36
All checks were successful
Deploy Quartz site to GitHub Pages / build (push) Successful in 1m47s

This commit is contained in:
2025-12-08 19:58:36 +01:00
parent 91b68ac225
commit e1f922c195
686 changed files with 12 additions and 12 deletions

View File

@@ -1,332 +0,0 @@
---
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

View File

@@ -1,57 +0,0 @@
---
tags:
- biokemi
- elektrontransportkedjan
- instuderingsuppgifter
föreläsare: Ingela Parmryd
date: 2025-12-05
---
#### 1. Var i celler finns mitokondrier?
Det beror på cellen, ofta i utkanterna men inte alltid. Finns där det behövs energi. T.ex. i muskeceller finns de nära myofibriler
#### 2. Vad kan påverka antalet mitokondrier per cell?
Energibehovet:
- hög aktivitet
- träning
- hormonell stimulering (t.ex. PGC-1α) och
- kyla ökar antalet
medan:
- inaktivitet
- svält och
- åldrande minskar det.
Celltyper med extrem energiförbrukning som hjärtmuskel, skelettmuskel och brunt fett får därför många mitokondrier.
#### 3. Var finns ETK?
Inne i mitokondriens inre membran. Vissa delar sticker ut på båda sidor, men t.ex $F_1$ sitter på matrix-sidan.
#### 4. Vad menas med redoxpotential?
#### 5. Hur mäts standardredoxpotentialen?
#### 6. Från vilka föreningar kommer elektronerna som går in i ETK?
#### 7. Vilka proteinkomplex finns i ETK?
#### 8. Vad händer i komplex I i ETK?
#### 9. Vad händer i komplex III i ETK?
#### 10. Vad händer i komplex IV i ETK?
#### 11. Hur är en cytokrom uppbyggd?
#### 12. Tidigt i ETK används Fe-S kluster för elektrontransport, sent används cytokromer. Varför?
#### 13. Vad krävs för att elektrontransportkedjan ska fungera?
#### 14. Vad är en respirasom?
#### 15. Vilka är beståndsdelarna i den elektrokemiska gradienten?
#### 16. Hur kan protoner pumpas över ett membran?
#### 17. Vad innebär oxidativ fosforylering?
#### 18. Hur är ATP-syntaset uppbyggt?
#### 19. Var hittas L, T och O konfiguration hos ATP-syntaset och vad sker där?
#### 20. Hur sker växling mellan L, T och O form hos ATP-syntaset?
#### 21. Hur många protoner passerar mitokondriens inre membran per varv ATP-syntaset roterar?
#### 22. Hur många protoner behöver passera mitokondriens inre membran för att ATP-syntaset ska generera en ATP?
#### 23. Hur transporteras protoner genom mitokondriens inre membran med hjälp av ATP-syntaset?
#### 24. Vad är en shunt?
#### 25. Hur kan NADH transporteras från cytoplasman till mitokondriens matrix?
#### 26. Hur transporteras ATP ut från mitokondriens matrix?
#### 27. Hur transporteras fosfat till mitokondriens matrix?
#### 28. Vad gör en frikopplare och vad får det för konsekvenser?
#### 29. Vad gör cyanid till ett gift?
#### 30. Hur många ATP kan utvinnas från en glukosmolekyl vid aerob metabolism?

View File

@@ -1,25 +0,0 @@
---
tags:
- biokemi
- elektrontransportkedjan
- lärandemål
föreläsare: Ingela Parmryd
date: 2025-12-05
---
Mitokondriens suborganeller.
Redoxpotential.
Elektronbärare i elektrontransportkedjan.
Elektrontransport från NADH till O₂.
Respiration/cellandning.
Protonpumpning.
Elektrokemisk gradient.
Oxidativ fosforylering.
ATP-syntas.
Frikopplare.
Transport över mitokondriens inre membran.
Inhibitorer av andningskedjan.
Shuntar för NADH.
ATP-utbyte.
Redogöra för elektrontransporten och dess koppling till pumpning av protoner.
Redogöra för ATP-syntes via oxidativ fosforylering.

View File

@@ -1,17 +0,0 @@
---
tags:
- biokemi
- elektrontransportkedjan
- provfrågor
föreläsare: Ingela Parmryd
date: 2025-12-05
---
```dataviewjs
for (const path of dv.pagePaths("#provfråga and #elektrontransportkedjan")) {
dv.span("&nbsp;\n[[" + path + "]]\n")
const content = await dv.io.load(path)
dv.span(content)
dv.span("&nbsp;\n&nbsp;\n-----\n\n\n")
}
```

View File

@@ -1,212 +0,0 @@
---
tags:
- biokemi
- elektrontransportkedjan
- slides
föreläsare: Ingela Parmryd
date: 2025-12-05
---
Page 2
Frågeställningar
• Vad innebär redoxpotential?
• Hur omvandlas energi från NADH och FADH2?
• Vilka komponenter ingår i elektrontransportkedjan?
• Vad är och hur bildas den elektrokemiska gradienten?
• Vad är cellandning/respiration?
• Vad innebär oxidativ fosforylering?
Page 3
Figure 1-33 Molecular Biology of the Cell, Fifth Edition (© Garland Science 2008)
Mitokondrien cellens primära metabola organell
Page 4
Mitokondrier återfinns där mycket energi behövs
Page 5
Katabolismen sker på tre platser
Biochemistry 10:e, Berg et al. Figur 15.11
Page 6
Bindningsenergin i födoämnen och elektromagnetisk energi
används för att skapa protongradienter
Page 7
Biochemistry 10:e, Berg et al. Figur 18.1
Kopplingen mellan citronsyracykeln,
elektrontransportkedjan,
protonpumpning och ATP-syntes
Page 8
Tre proteinkomplex genererar proton­gradienten över mitokondriens inre membran
I III IV
I III IV
Biochemistry 10:e, Berg et al. Figur 18.16
Page 9
Bestämning av redoxpotential
Biochemistry 10:e, Berg et al. Figur 18.3
Page 10
Redoxpotentialen hos komplexen i elektrontransportkedjan
Låg redoxpotential bra elektrondonator.
Hög redoxpotential bra elektronacceptor.
Complex I
Complex III
Complex IV
-Q
oxidoreductase
oxidoreductase
Q-
Page 11
I elektrontransportkedjan pumpas protoner från
matrix till mellanmembranutrymmet
till intermembranutrymmet
NADH + ½ O2 + H+ -> NAD+ + H2O
Page 12
Biochemistry 10:e, Berg et al. Figur 18.7
Fe-S-kluster i elektrontransportkedjan
Page 13
Ubikinon transporterar två elektroner från
komplex I och II till komplex III
Biochemistry 10:e, Berg et al. Figur 18.5
Page 14
Cytokromer har en hemgrupp där
järn kan oxideras och reduceras
Page 15
Pumpning av protoner ger både
membranpotential och en pH-gradient
Page 16
Proteiner kan transportera protoner över membran
Protoner följer med
elektroner som transporteras
med proteiner.
Upptag och frisläppning av
protoner sker på olika sidor av
membranet.
Page 17
De protoner som förs över membranet
kommer från och överförs till vatten
Page 18
Elektron- och protontransport
i NADH-Q oxidoreduktas
Biochemistry 10:e, Berg et al. Figur 18.9
Page 19
Strukturen hos Q-cytokrom c oxidoreduktas
Biochemistry 10:e, Berg et al. Figur 18.10
Page 20
Q cykeln i Q-cytokrom oxidoreduktas
Biochemistry 10:e, Berg et al. Figur 18.11
Page 21
Strukturen hos cytokrom c oxidas
Biochemistry 10:e, Berg et al. Figur 18.12
Page 22
Reduktion av syre i cytokrom c oxidas
Biochemistry 10:e, Berg et al. Figur 18.13
Page 23
I cytokrom c oxidas både pumpas protoner genom
det inre membranet och tas upp från matrix
Biochemistry 10:e, Berg et al. Figur 18.15
Page 24
Biochemistry 10:e, Berg et al. Figur 18.17
Komplex I, III och IV bildar respirasomer
Page 25
Den elektrokemiska gradienten används för ATP-syntes
Page 26
Strukturen hos ATP-syntas
Biochemistry 10:e, Berg et al. Figur 18.22
Page 27
ATP-syntes sker i de tre b-subenheterna
Biochemistry 10:e, Berg et al. Figur 18.28
Page 28
Transport av protoner genom ATP-syntas sker
genom rotation av c-subenheter
Biochemistry 10:e, Berg et al. Figur 18.32
Page 29
Kopplingen mellan protonöverföring och
rotation i ATP-syntas
Biochemistry 10:e, Berg et al. Figur 18.31
Page 30
Biochemistry 10:e, Berg et al. Figur 18.24
ATP-syntas bidrar till bildningen av cristae
Page 31
Hur sker transport över mitokondriens inre membran?
Små, oladdade och opolära
Små, oladdade
Stora, oladdade (NADH)
Små laddade (pyruvat, Pi)
Stora, laddade (ATP, ADP, acetyl CoA)
Diffusion över membran
1. Med hjälp av den elektrokemiska gradienten.
2. Med shuntar.
Page 32
I muskler transporteras NADH producerat i glykolysen
till mitokondriens matrix via glycerol 3-fosfat shunten
Biochemistry 10:e, Berg et al. Figur 18.34
Page 33
I hjärta och lever transporteras NADH från glykolysen
till mitokondriens matrix via malat-aspartat shunten
Biochemistry 10:e, Berg et al. Figur 18.35
NADH
NAD+
OBS! Fel rikning på pilen NADH/NAD+ i Biochemistry.
Page 34
En frikopplare utjämnar den elektrokemiska
gradienten utan att ATP bildas
Biochemistry 10:e, Berg et al. Figur 18.39
Page 35
Gifter som påverkar elektrontransportkedjan
Biochemistry 10:e, Berg et al. Figur 18.41
Page 36
Biochemistry 10:e, Berg et al. Figur 18.45
Exempel på energiomvandling från protongradienter
Page 37
Begrepp
Mitokondrier
ATP-behov
Redoxpotential
Elektrokemisk gradient
Transport av protoner över membran
Elektrontransportkedjan
Q-NADH oxidoreduktaskomplexet (I)
Ubikinon
Succinat-Q reduktaskomplexet (II)
Q-Cytokrom c oxidoreduktaskomplexet (III)
Cytokrom c
Cytokrom c oxidaskomplexet (IV)
Respirasom
Cellandning/respiration
Oxidativ fosforylering
ATP-syntas
Elektrokemisgradientassisteradtransport
Glycerol 3-fosfat shunten
Malat-aspartatshunten
Frikopplare
Inhibitorer av andningskedjan
ATP-utbyte