Calea transportului de electroni: lantul respirator

Secventa de reactii ale transportului de electroni din lantul respirator de la NADH la oxigen, prezentata in figura 5.3 si tabelul 5.1 este astazi bine stabilita. NADH este forma sub care electronii sunt colectati de la diferite substrate, cu ajutorul dehidrogenazelor NAD-dependente. Acesti electroni sunt trecuti pe lantul respirator prin intermediul flavoproteinelor (NADH-dehidrogenaze). Pe de alta parte, alte substrate ale respiratiei sunt dehidrogenate de dehidrogenazele flavin-dependente, cum sunt succinat dehidrogenaza si acil-CoA dehidrogenaza, care varsa electronii in lant prin intermediul ubichinonei.

Fig. 5.3. Lantul respirator in mitocondria mamiferelor Tab. 5.1.

Tab. 5.1 Reactiile secventiale ale transportului

de electroni de la NADH la oxigen

Astfel, NAD⁺ si ubichinona servesc la colectarea echivalentilor reducatori de la substrate ale respiratiei, oxidate de dehidrogenaze piridin- si, respectiv, flavin-dependente, ilustrand, inca o data, principiul convergentei in caile catabolice.

Existenta secventei de reactii de la NAD la oxigen prezentata in figura 5.3 este sprijinita de mai multe dovezi experimentale. Dintre aceste dovezi cea mai importanta si in acelasi timp directa este cea care vizeaza masuratori ale starii de oxido-reducere a transportorilor de electroni individuali asa cum functioneaza ei in mitocondria intacta, prin masurarea diferentei de spectre, un procedeu dezvoltat de B. Chance si G.R.WiIliams. Deoarece suspensiile de mitocondrii sunt tulburi, absorbind si imprastiind mult lumina, spectrele de absorbtie ale transportorilor de electroni in mitocondria intacta nu se pot inregistra direct prin spectrofotometrie. Se pot insa masura cantitatile de transportori in starea lor redusa in astfel de suspensii turbide, prin citirea absorbtiei intr-un spectrofotometru sensibil, fata de un martor continand o suspensie de mitocondrie in care transportorii sunt in stare oxidata, anuland astfel absorbtia mare datorita turbiditatii suspensiei, figura 5.4.

Fig. 5.4. Spectrul de diferenta al transportorilor de electroni

in stare complet redusa in mitocondria intacta

Cand mitocondrii izolate, in stare de echilibru aerob, sunt lasate sa oxideze intermediari ai ciclului acidului tricarboxilic, diferenta de spectre arata ca transportorul de electroni cel mai apropiat de capatul reducator sau de substrat al lantului (NAD) este membrul cel mai redus al lantului in stare de echilibru aerob, pe cand transportorul de electroni de la capatul oxigenului (citocromul aa₃) este aproape cu totul in forma sa oxidata. Transportorii de electroni intermediari din lant, dinspre substrat spre oxigen, se gasesc in starea de echilibru aerob intr-o succesiune de forme din ce in ce mai oxidate, aratand ca electronii se scurg de-a lungul unui gradient de la NADH spre oxigen.