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Chimica Modulo 3 (Molteni) > Lezione 13-14: Fosforilazione Ossidativa > Flashcards

Lezione 13-14: Fosforilazione Ossidativa Flashcards

(69 cards)

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1
Q

Quanta ATP e da quali passaggi della respirazione cellulare le ottengo?

A

30 in totale:
-26 dalla fosforilazione ossidativa
2 dalla glicolisi
2 dal ciclo dell’acido citrico (sottoforma di GTP)

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Q

Dimmi 3 cose che genera il passaggio di protoni dalla matrice allo spazio Inter membrana

A

-gradiente protonico (distribuzione asimmetrica di protoni da un lato all’altra della membrana mitocondriale interna)

-gradiente di PH

-potenziale elettrico transmembrana che crea una forza motrice protonica (spazio Inter membrana è positivo, matrice mitocondriale è negativa)

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3
Q

Qual è l’essenza della fosforilazione ossidativa?

A

La forza motrice elettronica diventa forza motrice protonica che viene convertita in potenziale elettrico transmembrana. così si genera un gradiente protonico/ potenziale di trasferimento del gruppo fosforico che porta alla formazione di ATP

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4
Q

Quali sono le tipologie di reazioni della fosforilazione ossidativa?

A

Le ossidoriduzioni (permettono il trasferimento di elettroni)

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5
Q

Il flusso di elettroni dal NADH all’O2 è esoergonico o endoergonico?

A

Esoergonico (per questo viene liberato energia libera che viene utilizzata dai 3 complessi proteici per trasportare i protoni dalla matrice allo spazio Inter membrana)

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6
Q

Qual è il coenzima Q più presente nei mammiferi? Da cosa è composto?

A

Q 10 (colesterolo+ 10 unità isopreniche)

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7
Q

Qual è la differenza tra potenziale di riduzione e potenziale di trasferimento del gruppo fosforico?

A
  • potenziale di trasferimento degli elettroni/ potenziale di riduzione—-> è indicato con E

-potenziale di trasferimento del gruppo fosforico—-> è indicato come una variazione di energia libera (delta G)

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8
Q

Cosa vuol dire se il potenziale di riduzione è
->0
-<0

A

-<0—> la forma ridotta della sostanza cede elettroni e si ossida

->0—> la forma ridotta della sostanza non cede elettroni

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9
Q

Qual è la differenza tra
-agente ossidante
-agente riducente

A

-agente riducente—-> è un agente che tende a donare elettroni (si OX) e il suo potenziale di riduzione è minore
di zero. Viene definito riducente in quanto cedendo elettroni riduce un altro composto
(composto accettore di elettroni);

-agente ossidante—-> è un agente che tende ad accettare elettroni (si RED) e il suo potenziale di riduzione risulta
essere maggiore di zero

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10
Q

Qual è l’agente ossidante e qual mè l’agente riducente della fosforilazione ossidativa?

A

-agente ossidante—-> O2 (si red a H20)

-agente riducente—-> NADH (si ox a NAD+)

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11
Q

Qual è la reazione di red dell’O2 da parte del NADH nella fosforilazione ossidativa e quanto vale il suo delta G

A

Delta G=-52,6 (spontanea)

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12
Q

Quanto vale il potenziale d’azione della reazione di riduzione dell’ossigeno da parte del NADH?

A
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13
Q

Come faccio a calcolare il delta G di una reazione conoscendo il suo potenziale di riduzione?

A
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14
Q

Quanti tipi di centri Fe-S esistono?

A

1) Fe-S—-> 1 Fe + 1S di una Cys

2) 2Fe-2S—-> 2 Fe + 2S di due Cys

3) 3Fe-3S—-> 3 Fe + 3S di tre Cys

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15
Q

Come si chiama il coenzima Q nella forma
-ossidata
-ridotta

A

-ossidata (Q)—-> ubichinone

-ridotta—-> ubichinolo (QH2)

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16
Q

Quanti elettroni trasporta l’ubichinone

A

2e-

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17
Q

Dove avviene la fosforilazione ossidativa?

A

A livello della membrana mitocondriale interna

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18
Q

Quanta ATP produce la fosforilazione ossidativa?

A

26 molecole

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19
Q

Dimmi 3 cose sulla struttura del complesso I della fosforilazione ossidativa

A

-si chiama NADH-Q reduttasi

-è composto da 45 catene peptidiche(di cui alcune tradotte dal DNA mitocondriale e altre dal DNA nucleare)

-Presenta un braccio verticale (nella matrice mitocondriale) e un braccio orizzontale (inserito nella membrana mitocondriale interna)

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20
Q

Quanti protoni
-pompa
-trasporta in totale
il primo complesso della fosforilazione ossidativa?

A

4 H+ pompati nello spazio Inter membrana
6 H+ trasportati in totale (4 pompoati+ 2 non pompati e presi dalla matrice mitocondriale)

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21
Q

Quali sono i centri di ossidoriduzione del complesso I della fosforilazione ossidativa?

A

-Flavin mononucleotide (FMN)
-centri Fe-S (4Fe-4S + 2Fe-2S)
-coenzima Q

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22
Q

Come avviene il trasporto di e- attraverso il primo complesso della fosforilazione ossidativa?

A
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23
Q

Elenca i 4 complessi proteici della fosforilazione ossidativa e dimmi quali sono anche pompe protoniche

A

-COMPLESSO I—-> NADH-Q reduttasi
-COMPLESSO 2—> Succinato Q reduttasi
-COMPLESSO III—-> citocromo reduttasi
-COMPLESSO IV—-> citocromo ossidasi

Sono tutti pompe protoniche tranne il COMPLESSO II

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24
Q

Da chi riceve gli e- il complesso I della fosforilazione ossidativa?

A

NADH

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25
Come avviene il trasferimento di e- a livello del secondo complesso della fosforilazione ossidativa?
26
Dimmi 3 cose sul complesso II della fosforilazione ossidativa
-complesso Succinato Q reduttasi - non è una pompa protonica (però durante il processo generale due protoni vengono trasferiti al coenzima Q ma non vengono trasportati nello spazio Intermembrana) -riceve e- solo dal FADH2
27
Quali sono i centri di ossidoriduzione del complesso Succinato Q reduttasi?
-centri fe-S -coenzima Q (diverso dal quello del complesso I)
28
Quanti protoni -pompa -trasporta in totale il complesso Succinato reduttasi?
-Non è una pompa protonica!—-> 0 H+ pompati -trasporta 2H+ (perchè durante il processo Q si carica di 2 protoni, ma non li pompa nella matrice mitocondriale)
29
Quanti protoni pompa il complesso citocromo C reduttasi?
4 H+ (2H+ per molecola di QH2)
30
Quali sono i gruppi prostetico del complesso citocromo c reduttasi?
-citocromo C1 -centri Fe-S -citocromo bL e bH -coenzima Q
31
Spiegami il ciclo Q
-sarebbe il funzionamento del terzo complesso della fosforilazione ossidativa
32
Qual è il bilancio finale del ciclo Q?
-2 QH (ubichinoli) entrati -2 citocromi C solubili si sono ridotti (ognuno porta 1 e- al complesso 4) -1 semichinone rigenerato a QH2 -4. H+ trasportati
33
Quanti e- trasportano -QH2 -citocromo C solubile
-QH2—> 2 e- -citocromo C solubile—-> 1 e-
34
Quali sono i gruppi prostetico del IV complesso proteico della fosforilazione ossidativa?
-2 gruppi eme (A e A3) -2 centri Cu (A e B)
35
Come funziona il trasoferimento di e- nel complesso 4 della fosforilazione ossidativa?
36
Quanti protoni pompa il complesso citocromo ossidasi?
4H+
37
Quanti sono gli -elettroni trasportati -protoni pompati Dai 4 complessi proteici della fosforilazione ossidativa?
38
Quanta ATP NADH FADH2 ottengo in totale dalla respirazione cellulare? Qual è il rendimento finale di ATP?
4 ATP (2 da glicolisi + 2 GTP dal ciclo di krebs) 10 NADH (2 da glicolisi, 2 dalla decarbossilazione ossidativa, 6 dal ciclo di krebs) 2 FADH2 (dal ciclo di krebs) RENDIMENTO FINALE: 30 ATP
39
Quanta ATP produce -1 NADH -1 FADH2
-1 NADH—-> 2,5 ATP -1 FADH2—> 1,5 ATP
40
Dimmi gli inibitori della catena di trasporto degli e-
-rotenone e Amital—-> bloccano il trasferimento di e- dal NADH al complesso I -antimicina A—-> blocca il trasferimento di e- dal complesso 3 al citocromo c -CO—-> lega lo ione ferroso inibendo il complesso 4
41
Cosa succede se inibisco la catena di trasporto degli e-?
Non trasporto e-, quindi non si forma il gradiente proitonico e quindi non si forma ATP
42
Dimmi 2 cose sui ROS
-sono specie reattive dell’ ossigeno che si formano quando quest’ultimo non viene completamente ridotto ad H20 durante la fosforilazione ossidativa -sono: *perossidi *idroperossidi *perossido di idrogeno
43
In che modo posso ottenere -super ossidi -radicale idroperossido -perossido di idrogeno
-superossidi—-> unisco due O2 -radicale idroperossido—-> aggiungo un protone ad anione superossido -perossido di idrogeno—-> unisco due radicali idroperossidi o unisco due anioni superodssidi con l’enzima superossido dismutasi
44
Cosa fa l’enzima superossido dismutasi?
Mi fa ottenere il perossido di H a partire da 2 anioni superossidi
45
Cosa fa l’enzima catalasi?
Fa ottenere H20 e O2 a partire dal perossido di H
46
Come faccio a neutralizzare i perossidi?
Tramite le perossidasi
47
Cosa afferma la teoria chemiosmotica di Mitchell?
Lui ipotizzò che il trasporto di elettroni attraverso la catena respiratoria portava al pompaggio di protoni fuori dalla matrice, che attraverso il gradiente di pH e il potenziale di membrana formato, contribuiva a costituire una forza motrice protonica che sosteneva la produzione di ATP.
48
Quali sono le 4 prove sperimentali sulle quali si basa la teoria di Mitchell?
49
Quale fu la dimostrazione dell'ipotesi chemiosmotica sperimentale?
Venne costruito un sistema formato da -una vescicola di batteriodopsina ( proteina di membrana che pompa H+ solo quando è esposta alla luce solare) -ATP sintasi (Il sistema produce ATP sono quando è chiuso e quando è esposto alla luce solare (perchè solo in questo modo la batteriodopsina è in grado di pompare H+)
50
Qual è la funzione delle molecole disaccoppianti?
Disaccoppiano il trasporto di e- dalla formazione di ATP. Infatti Sono carrier di protoni—-> ritrasportano i protoni (precedentemente pompati dalla matrice allo spazio Inter membrana) nella matrice. Così impediscono il ritorno dei protoni nello spazio Inter membrana attraverso l’ATP sintasi e viene annullato il gradiente protonico e non si produce ATP(però la catena di trasporto degli elettroni resta attiva)
51
Cosa vanno ad inibire le molecole disaccoppianti?
-inibiscono la sintesi di ATP da parte dell’ATP sintasi -non inibiscono la catena di trasporto degli elettroni! (Infatti gli elettroni in presenza di un disaccoppiante arrivano a ridurre l'ossigeno ad acqua, ma l'ATP non si può produrre. Se gli elettroni, però, continuano a passare e riducono l'ossigeno ad acqua (processo esoergonico) rilasceranno energia libera e questa energia che non può essere convertita in produzione di ATP viene dissipata come calore).
52
Dimmi un esempio di molecole disaccoppianti
-2,4 nitrofenolo
53
Dimmi 3 cose sull’oligomicina
-è un inibitore dell’ATP sintasi e della catena di trasporto degli elettroni -impedisce il ritorno dei protoni nell’ambiente matrice mitocondriale (quindi li fa rimanere nello spazio intermembrana) -dal momento che fa rimanere i protoni nello spazio intermembrana, i complessi della catena di trasporto degli elettroni non hanno nescessità di pompare H+ e quindi la loro attività viene inibita
54
Qual è la differenza tra molecole disaccoppianti e oligomicina?
- le molecole disaccoppianti inibiscono solo l’ATP sintasi e non la catena di trasporto degli elettroni (ritrasporta i protoni nello spazio intermembrana annullando il gradiente protonico) -l’oligomicina inibisce ATP sintasi e catena di trasporto degli elettroni (fa rimanere i protoni nello spazio intermembrana)
55
Descrivi la struttura dell’ATP sintasi
F0—> *porzione idrofobica (nella MMI) *consta di 14 subunità C che formano un canale per far passare gli H+ F1—> *nella matrice mitocondriale * consta dio 5 subunità diverse *ha funzione ATP asica
56
Da cosa dipendono le caratteristiche delle subunità beta dell’ATP sintasi e ,quindi, la capacità di sintetizzare ATP?
Dall’interazione tra la subunità beta e lo stelo gamma
57
Quali sono le subunità che costituiscono la porzione F1 dell’ATP sintasi?
-alfa e beta—-> formano un anello esamerico (le 3 subunità beta servono per sintesi dell’ATP) -stelo gamma—-> ruota al passaggio dei protoni -subunità epsilon e delta
58
Quali sono le 3 tipologie di subunità beta dell’ATP sintasi?
59
Come si chiama e come avviene il meccanismo di funzionamento dell’ATP sintasi?
60
Quanta ATP sintetizzo ad ogni rotazione di 120 gradi dell’ATP sintasi?
1 ATP
61
Come fa l’ADP ad entrare nella MMI?
Attraverso una traslocasi presente nella MMI (È un antiporto: fa entrare ADP e fa uscire l’ATP appena sintetizzata)
62
Come funziona il sistema navetta glicerolo fosfato?
63
In quale organo viene usato il sistema glicerolo fosfato?
Nel muscolo
64
In che organo viene usato il stemma navetta malato aspartato?
Nel cuore e nel fegato
65
Qual è il compito dei sistemi navetta?
Trasportare il NADH citosolico (prodotto durante la glicolisi) nel mitocondrio, in modo tale da poterlo usare nella fosforilazione ossidativa
66
Come funziona il sistema navetta malato aspartato?
67
Cos’è il controllo respiratorio?
regolazione della velocità di fosforilazione ossidativa da parte dei livelli di ADP. In particolare più aggiungo ADP più aumenta la velocità della fosforilazione ossidativa (perchè più O2 viene consumato/ridotto)
68
Che tipo di proteina è il citocromo C?
È una proteina coniugata (ha la parte proteica e il gruppo prostatico, ossia l’eme)
69
Com’è il voltaggio -sul lato citosolico di MMI -nella matrice mitocondriale
• Lato citosolico / spazio intermembrana: → Positivo (accumulo di protoni H⁺ pompati dalla matrice) • Lato matrice mitocondriale: → Negativo (perdita di protoni + presenza di anioni come ATP, Pi, ecc.)

Chimica Modulo 3 (Molteni) (5 decks)

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