medical-notes/content/Biokemi/Metabolism/Elektrontransportkedjan/Anteckningar.md

tags, föreläsare, date

tags	föreläsare	date
biokemi elektrontransportkedjan anteckningar	Ingela Parmryd	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
    • Loose = ADP+Pi binder in
    • Tight = ATP bildas
    • Open = 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.