Trikarboksilik Asit (TCA) Döngüsü

Dosyayı isterseniz görüntüleyebilir isterseniz indirebilirsiniz.


GoogleDocs üzerinden indirmek için : İndir –Açılan sayfadan indirebilirsiniz–

Önizleme ;

 

TRİKARBOKSİLİK ASİT (TCA) DÖNGÜSÜ
Trikarboksilik asit (TCA) döngüsü (Sitrik asit döngüsü veya Krebs döngüsü olarak da bilinir)
Vücutta başlıca enerji üreten yoldur.
Ayrıca amino asitlerin, yağ asitlerinin ve glukozun sentezinde de fonksiyon görür.
Döngü mitokondride (mt) gerçekleşir.
Tüm enzimler mt matriksinde olup sadece süksinat dehidrogenaz iç mt membranındadır.
Döngü 4C’lu oksaloasetat (OAA) ile başlar, asetil KoA’dan iki C ilave olur, CO2 halinde iki karbon dışarı çıkar ve yeniden OAA oluşur.
Elektronlar döngü tarafından NAD ve FAD’ye aktarılır.
Elektronlar, elektron transport zinciri (ETZ) ile O2’ye aktarıldıkça oksidatif fosforilasyon işlemi tarafından ATP meydana gelir.
ATP ayrıca döngünün bir basamağında substrat düzeyinde fosforilasyonla GTP’den elde edilir. GTP, ATP’ye döndürülebilir.
Döngünün reaksiyonları ikisi hariç reversibldir.
TCA döngüsünün reaksiyonları
 Privattan mt de elde edilen Asetil KoA ve matrikste bulunan oksaloasetat birleşerek sitrat oluşur.
Reaksiyon irreverzıbldır.
Enzim: sitrat sentaz
Asetil KoA’daki yüksek enerjili tioester bağının parçalanması gerekli enerjiyi sağlar.
Sitrat (ürün) bu reaksiyonun bir inhibitörüdür.
Sitrat, molekülün yeniden düzenlenmesiyle izositrata izomerleşir. Reaksiyon iki aşamada gerçekleşir, ilkinde bir su molekülü çıkar; ikincisinde ise su tekrar girer.
Enzim: akonitaz
Akonitat bir enzim bağlayıcı ara madde olarak fonksiyon görür.
Reaksiyon fluoroasetat tarafından inhibe edilir.
İzositrat ilk oksidatif dekarboksilasyon reaksiyonda alfa-ketogluterata okside olur.
CO2 üretilir ve elektronlar NAD+’ye geçerek NADH+H+ elde edilir.
Enzim: izositrat dehidrogenaz
Allosterik enzim olup, ADP tarafından aktive, NADH tarafından inhibe edilir.
Alfa-ketogluterat ikinci bir oksidatif dekarboksilasyon reaksiyonuyla süksinil KoA’ya çevrilir.
CO2 serbestleşir ve süksinil KoA ve NADH+H+ elde edilir. Reaksiyon irreversibldir.
Enzim: Alfa-ketogluterat dehidrogenaz
Bu enzim 5 kofaktöre ihtiyaç duyar: Tiamin Pirofosfat (TPP), Lipoik Asit, KoA-SH, FAD, NAD+
Reaksiyon arsenit tarafından inhibe edilir ve alfa-ketogluterat birikir.
Süksinil KoA süksinat’a parçalanır.
Substrat düzeyinde fosforilasyon ile GDP’den GTP üretilir.
Enzim: süksinat tiokinaz
Bu enzim süksinil KoA sentetaz olarak da adlandırılır.
Süksinat, fumarat’a okside olur.
Süksinat iki hidrojenini elektronlarıyla beraber FAD’ye aktarır ve FADH2 oluşur.
Enzim: süksinat dehidrogenaz
Bu enzim iç mt membranında bulunur (döngünün diğer enzimleri matrikste yer alır).
Malonat süksinatın analoğu olup,
 süksinat dehidrogenazı kompetitif
(yarışmalı) olarak inhibe eder.
Fumarat çift bağa karşı suyun ilave olmasıyla malat’a çevrilir.
Enzim: Fumaraz
Malat okside olarak tekrar oksaloasetat oluşur ve böylece döngü tamamlanır.
İki hidrojen elektronlarıyla birlikte NAD+‘ye geçerek NADH+H+ üretilir.
Enzim: Malat dehidrogenaz
TCA döngüsü tarafından enerji üretimi
Döngüde üretilen NADH ve FADH2, elektronlarını elektron transport zincirine verir. Bu elektronların O2’ye geçmesiyle (oksidatif fosforilasyon) her bir NADH için yaklaşık 3 ATP ve her bir FADH2 için yaklaşık 2 ATP elde edilir.
Ayrıca süksinil KoA’nın parçalanmasıyla GTP oluşur. GTP’den ATP oluşturulur.
1 asetil KoA ile başlayan döngünün her seferinde elde edilen toplam enerji yaklaşık 12 ATP’dir.
Bir asetil CoA’nın oksidasyonu ile oluşan total ATP verimi aşağıda gösterilmiştir.
TCA devrinde bazı vitaminler anahtar rol oynar;
1-Riboflavin (B2) (FAD);                                  a-ketoglutarat dehidrogenaz                                         süksinat dehidrogenaz
2-Niasin (B3) (NAD);                                       izositrat dehidrogenaz                                                         a-ketoglutarat dehidrogenaz                                                malat dehidrogenaz
3-Tiamin (B1)(TPP);                                                  a-ketoglutarat dehidrogenaz
4-Pantotenik asit (B5) (CoA)                              AsetilCoA                                                                  Süksinil CoA            
 yapısına katılarak ‘‘aktifleşmiş’’  asetil grubu taşıyıcısıdır.
  1. TCA DÖNGÜSÜNÜN DÜZENLENMESİ
  2. Enzim aktivitelerinin aktivasyonu ve inhibisyonu ile düzenleme
Primer olarak fosfofruktokinaz ile düzenlenen glikolize zıt olarak, TCA döngüsü birkaç enzim aktivitesinin düzenlenmesiyle kontrol edilir.
Bu düzenlenen enzimlerden en önemlileri
sitrat sentaz,
izositrat dehidrogenaz
α-ketoglutarat dehidrogenaz kompleksidir.
  1. ADP’nin varlığı ile düzenleme
  
  1. Artmış ADP’nin etkileri:
Kas kasılması, biyosentetik reaksiyonlar veya diğer işlemler nedeniyle olan enerji tüketimi ATP’nin ADP ve Pi’a hidrolizi ile sonuçlanır.
Bunun sonuncunda konsantrasyonu artan ADP, ATP üretiminde ADP’yi kullanan reaksiyonların (en önemlisi oksidatif fosforilasyondur) hızını arttırır.
ATP oluşumu, enerji gerektiren reaksiyonların ATP tüketim hızını karşılayacak düzeye gelinceye kadar artar.
  1. Azalmış ADP’nin etkileri:
Eğer ADP (veya Pi) kısıtlı miktarda ise, oksidatif fosforilasyon ile ATP oluşumu, fosfat alıcısı (ADP) ve inorganik fosfat (Pi) eksikliği nedeniyle düşer.
Oksidatif fosforilasyon hızı [ADP] [Pi]/[ATP] ile orantılıdır. Bu enerji üretiminin solunumsal kontrolü olarak tanımlanır.
NADH ve FADH2’nin solunum zinciri ile oksidasyonu da eğer ADP kısıtlı ise durur. Bu oksidasyon ve fosforilasyon işlemlerinin birbirine bağlı ve birbirine paralel gerçekleşmesi gerektiği içindir.
NADH ve FADH2 biriktikçe, okside formları azalır ve okside koenzimlerin azalmasına bağlı olarak asetil CoA’nın sitrik asid siklüsü tarafından oksidasyonunun inhibe olmasına neden olur.
TCA devri arabileşiklerinin biyosentetik önemi
  • TCA döngüsünün ara maddeleri karaciğerde,
–Açlık durumunda Glukoz üretimi için,
–Beslenme durumunda ise yağ asiti sentezi için,
  • Ayrıca amino asit sentezinde veya bir amino asitin bir başka amino asite dönüşümünde kullanılır.
TCA devri arabileşiklerinin biyosentetik önemi
  • a-ketoglutarat ve oksalasetat aminoasit sentezinde
  • Süksinil KoA porfirin sentezinde
  • Oksalasetat glukoz ihtiyacı olduğunda glukoza dönüştürülür.
  • Biyosentez için harcanan arabileşikler pirüvattan Oksalasetat oluşumu ile yerine konur.
  Pirüvat karboksilaz
Pirüvat + CO2 + ATP + H2O ↔ Oksalasetat + ADP + Pi + 2H+
  1. Anaplerotik reaksiyonlar
a.Piruvat karboksilaz, piruvatı karboksiller ve oksaloasetat oluşur.
Piruvat karboksilaz, biotin’e ihtiyaç duyar (Biotin; genelde karboksilasyon reaks. görev alan bir kofaktördür)
Piruvat karboksilaz; karaciğer, beyin ve yağ dokusunda bulunurken, kas dokusunda bulunmaz.
Asetil KoA tarafından aktive edilir.
  1. Amino asitler, anaplerotik reaksiyonlarla TCA döngüsünün ara maddelerini üretir.
1)Glutamat, alfa-ketoglutarata çevririlir.
2)Aspartat, transamine olarak oksaloasetata dönüşür.
3)Asparagin, aspartat üretebilir.
4)Valin, izolösin, metionin ve treonin propionil KoA’ya dönüşür (bu bileşik de önce metilmalonil KoA’ya ve sonra TCA döngüsünün bir ara maddesi olan süksinil KoA’ya dönüşür).
5)Fenilalanin, tirozin ve aspartat; fumarat’a çevrilir.
  1. Glukozun sentezi
a.Glukozun sentezi, TCA döngüsünün ara maddelerinin katıldığı glukoneogenez yoluyla gerçekleşir.
  1. Glukoz sentezlendikçe malat veya oksaloasetat TCA döngüsünden kaldırılır ve anaplerotik reaksiyonlar tarafından yerine konur.
1)Laktat veya alanin’den üretilen piruvat, piruvat karboksilaz tarafından OAA’a çevrilir; bu da malat’a dönüşür.
2)Glukoneogenez için karbon kaynağı sağlayan çeşitli amino asitler TCA döngüsünün ara maddelerine dönüşerek malat ve sonunda glukoza çevrilir.
  1. Yağ asitlerinin sentezi
a.Glukoz, glikolitik yolla piruvata dönüşür.
  Bu da piruvat karboksilaz ile oksaloasetata ve piruvat dehidrogenaz ile asetil KoA’ya çevrilir.
a.Oksaloasetat ve asetil KoA birleşerek yağ asiti sentezinde kullanılan sitrata dönüşür.
  1. Sitrat sitozole geçer ve ATP-sitrat liyaz enzimi tarafından asetil KoA ve oksaloasetata yıkılır.
Asetil KoA yağ asitleri ve steroid sentezine katılır.
  1. Piruvat karboksilaz TCA döngüsü ara maddelerini tamamlayan anaplerotik reaksiyonu katalizler.
Sitrik asit döngüsü yağ asiti sentezinde rol alır.
  1. Amino asitlerin sentezi
a.Piruvattan oluşan OAA, transaminasyonla aspartata ve daha sonra asparagine dönüşür.
b.TCA’da oluşan alfa-ketoglutarattan; glutamat, glutamin, prolin ve arginin elde edilir.
  1. Amino asitlerin birbirine dönüşümü
TCA döngüsü ara maddelerin aracılığı ile oluşur.
Örneğin glutamatın karbonları alfa-ketoglutarat basamağında TCA döngüsünü besleyebilir ve döngüyü geçerek oksaloasetata ve buradan da transaminasyonla aspartata dönüşebilir.
SONUÇ
Sitrik asit döngüsü metabolizmada
belkemiği rolü oynar.
  • Bazı metabolik yollar, döngünün bir yapı taşında sonlanır iken, diğer bazı yollar döngüden başlar.
  • Bu yollar, glukoneogenez, transaminasyon, aminsizleştirme ve yağ asitleri sentezi olayları ile ilgilidir.
  • Bu nedenle reaksiyonlar kapalı bir döngü olarak düşünülmemeli, gerektiğinde bileşiklerin girip çıktığı bir kavşak olarak görülmelidir.
ELEKTRON TRANSPORTU
&
OKSİDATİF FOSFORİLASYON
Dr. Efkan UZ
2012
Oksidatif Fosforilasyon
Bir mol asetil KoA’nın TCA siklusunda tamamen oksidasyonu sonucu üçü NAD, biri FAD’ye olmak üzere dört çift elektron aktarılır.
Elektronların NADH ve FADH2’den O2’ye taşınması sırasında oluşan proton gradyanının kullanılması ile ATP sentezlenmesine oksidatif fosforilasyon denir.
NAD + ve FAD (Güçlü elektron tutucuları)
NADP+’de NAD+ gibi dehidrojenaz enzimlerinin kofaktörüdür ve nikotinamid halkası ile bir H- (hidrid) taşır.
NAD+, genellikle katabolik işlemlerdeki oksidasyonlarda görev alırken,
NADP+, anabolik işlemlerdeki indirgenme reaksiyonlarında kullanılır.
Mitokondri dış membranı
Dış membran, iç membrana oranla 2-3 kat daha fazla fosfolipit ve kolesterol içerir.
Dış membrandaki porin adı verilen büyük porlar, MA 10.000’den küçük olan molekülleri ve iyonları geçirir.
Membranda yer alan Porin dışında proteinler, yağ asidi, fosfolipit sentezi ve bazı oksidasyon reaksiyon enzimleri de yer alır.
Mitokondri iç membranı
Proteince zengin olup, çoğu iyon ve polar moleküllere geçirgen değildir.
ADP, ATP, uzun zincirli yağ asitleri, piruvat, sitrat gibi moleküller özel protein taşıyıcıları ile iç membran boyunca matrikse taşınır.
Örneğin, ADP-ATP değişimini sağlayan enzim (ATP-ADP translokaz) iç membranda yerleşmiştir.
Fakat, elektron ve H+ oluşturan yağ asidi oksidasyonu, TCA siklusu gibi oksidatif reaksiyonlar ise matrikste gerçekleşir.
Zincir organizasyonu
Mitokondri iç zarı beş ayrı enzim kompleksine ayrılabilir ve bunlara kompleks I, II, III, IV ve V adı verilir.
Komleks l-IV’ün herbirisi elektron transport zincirinin bir bölümünü içerir.
Kompleks V ise ATP sentezini katalize eder.
Her kompleks elektronlarını koenzim Q ve sitokrom c gibi göreceli olarak hareketli elektron taşıyıcılarına verir.
Elektron transport zincirinin her taşıyıcısı bir elektron vericisinden elektronlarını alır ve zincirdeki bir sonraki taşıyıcıya verir.
Bu elektronlar sonunda oksijen ve protonlarla birleşerek su oluştururlar.
Elektron transport işlemini solunum zinciri yapan bu oksijen gereksinimidir ve vücudun oksijen tüketiminin en büyük bölümü burada gerçekleşir.
Elektron transport zinciri reaksiyonları
  • Koenzim Q dışında bu zincirin tüm üyeleri proteindir.
  • Bunlar;
1.Bazı dehidrogenazlarda olduğu gibi enzim olarak işlev yapabilirler,
  1. Demir-kükürt merkezinin bir bölümü olarak demir taşıyabilirler,
  2. Sitokromlarda olduğu gibi bir porfirin halkası ile koordine olabilirler,
  3. Sitokrom a+a3 kompleksinde olduğu gibi bakır taşıyabilirler.
  4. NADH oluşumu:
  • NAD+, substratlarından iki hidrojen atomu çıkaran dehidrogenazlar tarafından NADH’a indirgenir.
  • Her iki elektron, fakat sadece bir proton (hidrid iyonudur, :H-) NAD’ye taşınarak, NADH ve serbest bir proton (H+) oluşturur.
  1. NADH dehidrogenaz:
Serbest proton ve NADH tarafından taşınan hidrid iyonu daha sonra mitokondri iç zarında yerleşmiş bir enzim kompleksi olan NADH dehidrogenaza (Kompleks I) aktarılır.
Bu kompleks kendisine sıkıca bağlanmış bir molekül flavin mononükleotid (FMN, yapısal olarak FAD’ye benzer bir koenzimdir) içerir ve bu koenzim iki hidrojen atomunu (2e- +2H+) alarak FMNH2 haline gelir.
NADH dehidrogenaz ayrıca demir-kükürt merkezleri oluşturmak üzere kükürt atomları ile çiftler oluşturmuş birkaç demir atomu da içerir.
Bunlar hidrojen atomlarının zincirin bir sonraki üyesi olan ubikinona (koenzim Q olarak bilinir) aktarılması için gereklidir.
  1. Koenzim Q:
Koenzim Q, uzun bir izoprenoid kuyruğu olan bir kinon türevidir. Biyolojik sitemlerde çok yaygın olarak bulunduğundan ubikinon olarak da adlandırılır.
Koenzim Q, hidrojenlerini hem NADH dehidrogenaz tarafından oluşturulmuş FMNH2’ den hem de süksinat dehidrogenaz ve asil CoA dehidrogenaz tarafından oluşturulmuş FADH2’den (Kompleks II) alabilir.
  1. Sitokromlar:
Elektron transport zincirinin geri kalan üyeleri sitokromlardır.
Her biri bir atom demir taşıyan porfirin halkasından oluşmuş bir hem grubu içerirler.
Hemoglobinin hem gurubundan farklı olarak sitokromun demir atomu, tersinir elektron taşıyıcı görevinin gereği olarak tersinir olarak ferrik (Fe+3) şeklinden ferro (Fe+2) şekline dönüşür.
Elektronlar zincirde koenzim Q’dan sitokrom b ve c (Kompleks lll)’e, ve a+a3 (Kompleks IV)’e doğru ilerlerler.
  1. Sitokrom a+a3:
Bu sitokrom kompleksi hem halkasının demirinin moleküler oksijen ile direkt olarak reaksiyona girebileceği bir serbest bağ yapısına sahip olan tek elektron taşıyıcısıdır.
Bu bölgede, taşınmış elektronlar, moleküler oksijen ve serbest protonlar su oluşturmak üzere bir araya getirilirler.
Sitokrom a+a3 (sitokrom oksidaz da denir) bu kompleks reaksiyonun gerçekleşebilmesi için gerekli olan bağlı bakır atomları da içerir.
  1. özgün inhibitörler:
Bu bileşikler zincirin bir komponentine bağlanıp oksidasyon/redüksiyon reaksiyonunu engelleyerek elektron geçişini önlerler.
Bu nedenle bu engelin gerisindeki elektron taşıyıcıları tamamen indirgenmiş, ilerisindekiler ise yükseltgenmiş şekilde bulunurlar.
[Not: Elektron transportu ve oksidatif fosforilasyon sıkı bir ilişki içinde olduğundan, elektron transport zincirinin özgün inhibisyonu ATP sentezini de inhibe eder.]
Electron Transport Chain
Chemiosmotic Model of ATP Synthesis
Inhibitors and Substrates

OKSİDATİF FOSFORİLASYON

Elektronların elektron transport zinciri boyunca taşınması enerji açısından tercih edilir, çünkü NADH güçlü bir elektron vericisi, moleküler oksijen ise doymaz bir elektron alıcısıdır.
Bununla beraber elektronların NADH dan oksijene iletilmesi direkt ATP sentezi ile sonuçlanmaz.
Kemiosmotik Teori (Mitchell 1961)
Oksidatif fosforilasyon, mitokondrinin
    iç membranında yerleşmiş olan
solunum elemanları üzerinde
gerçekleşmektedir (Solunum Zinciri).
Solunum zinciri, birçok elektron taşıyıcısı içerir.
Mitokondride yer alan oksidatif reaksiyonlar sonucu oluşan elektronlar bu sistem üzerinden O2’ye taşınırken protonlar açığa çıkmaktadır.
Bu protonlar (H+) da mitokondri matriksinin dışına pompalanır.
Burada H+ birikiminden dolayı,
bir pH gradyanı (ΔpH) ve
transmembran elektrik potansiyeli (ΔΨ) oluşur.
Oluşan bu itici güç ile protonlar mitokondri iç membranında bulunan ATP sentaz enzimi üzerinden mitokondri matriksine doğru ilerlerken ATP sentezi gerçekleşir.
ATP sentezi için yeterli olmayan serbest enerjinin kalan kısmı ısı olarak salınır.
  1. ATP sentetaz:
ATP sentetaz enzim kompleksi (kompleks V) elektron transport zinciri tarafından oluşturulmuş olan proton farkının da enerjisini kullanarak ATP sentezler.
[Not: Bu, ATPaz olarak da adlandırılır, çünkü izole edilmiş ATP’nin ADP ve inorganik fosfata hidrolizini de katalizler.]
Kemiosmotik teori, protonlar mitokondri iç zarının sitozolik tarafına transfer edildikten sonra ATP sentetaz molekülündeki bir kanaldan geçerek tekrar mitokondri matriksine girdiğini ve bunun ADP + Pi’dan ATP sentezi ile sonuçlandığını ve aynı zamanda pH ve elektriksel farkı ortadan kaldırdığını ileri sürer.
  1. Oligomisin:
Bu ilaç ATP sentetazın sapına bağlanarak H+ kanalını kapatır ve protonların mitokondri matriksine tekrar girişini önler.
Bu ilacın varlığında pH ve elektriksel fark ortadan kaldırılmadığı için elektron transportu durur, çünkü bu büyük
farklara karşı daha fazla protonun pompalanması çok güç olur.
Elektron transportu ve fosforilasyon da birbirine bağlı olduğundan birisi durduğu zaman diğeri de durur.
  1. Ayırıcılar (eşleşmeyi bozan proteinler):
Ayırıcılar insanlar dahil memelilerin iç mitokondriyel memranında bulunurlar.
Bu proteinler bir ‘‘proton sızması’’ (kaçağına) yol açarlar. Diğer bir deyişle, enerji ATP şeklinde tutulmaksızın protonların tekrar mitokondriyel matriske girmelerine izin verirler. [Not: Enerji ısı şeklinde salınır.]
Ayırıcı potein 1, aynı zamanda termogenin’de denir, yağ asidi oksidasyonundan ve memelilerin kahverengi (esmer) adipositlerindeki ısı üretiminden sorumludur.
Daha çok miktarda bulunan beyaz yağa karşın, esmer yağ solunum enerjisinin hemen hemen yüzde doksanını soğuğa karşı yakıt olarak, doğumda ve kış uykusundan uyanmakta olan hayvanlarda termogenezis için harcar.
Ancak insanlarda (yenidoğan hariç) az miktarda esmer yağ bulunur, ve ayırıcı protein 1’in enerji dengesinde majör bir rolü yok gibi görünmektedir.
Diğer ayırıcı proteinler (2 ve 3) insanlarda bulunmuştur ama önemleri henüz tartışmalıdır.
  1. Sentetik ayırıcılar:
Mitokondri iç zarının protonlara olan permeabilitesini artıran bileşikler tarafından elektron transportu ve fosforilasyon birbirinden ayrılabilir.
Buna örnek, mitokondri membranından kolaylıkla difüze olabilen bir lipofilik proton taşıyıcısı olan
    2,4-dinitrofenol’dür.
Bu ayırıcı, proton farkı oluşturmaksızın elektron transportunun ayırıcı proteinler kadar hızlı bir şekilde devam etmesine neden olur.
Elektron transportu ile üretilen enerji ATP sentezinde kullanılmak yerine ısı olarak salınır.
Yüksek dozlarda aspirin (ve diğer salisilatlar) oksidatif fosfarilasyonu ayırır. Bu da, bu ilaçların toksik dozlarında görülen ateşi açıklar.
  1. Membran transport sistemleri
Mitokondri iç zarı birçok yüklü ve hidrofilik maddeye karşı geçirgen değildir.
Ancak, spesifik moleküllerin sitozolden (veya daha doğru olarak intermembraner alandan) mitokondri matriksine geçişini sağlayan çeşitli transport proteinleri içerir.
  1. ATP-ADP transportu:
Mitokondri iç zarı, ADP ve Pi’nin sitozolden (birçok enerji-gerektiren reaksiyonda ATP’nin kullanıldığı ve ADP’ye dönüştürüldüğü yer) ATP’nin tekrar sentezlenebildiği mitokondri içine taşınabilmeleri için özelleşmiş taşıyıcılara gerek duyar.
Bir adenin nükleotid taşıyıcısı bir ATP’yi matriksten sitozole taşırken bir molekül ADP’yi de sitozolden mitokondri içine taşır.
Bu taşıyıcı bitkisel toksin olan atraktilosid tarafından güçlü bir şekilde inhibe edilir ve bu da intramitokondriyel ADP havuzunun azalması ve ATP oluşumunun durması ile sonuçlanır.
[Not: İnorganik fosfatın sitozolden mitokondri içine taşınmasından da bir fosfat taşıyıcısı sorumludur.]
  1. İndirgeyici güçlerin (ekivalanlar) taşınması:
Mitokondri iç zarı bir NADH taşıyıcı protein içermez ve sitozolde oluşan NADH direkt olarak mitokondri içine giremez.
Ancak, NADH’ın iki elektronu (indirgeyici güçler olarak da adlandırılır) sitozolden mitokondri içine bir mekik mekanizması ile taşınırlar.
Gliserofosfat mekiğinde NADH’dan iki elektron mitokondri iç zarındaki flavoprotein dehidrogenaza aktarılır.
Bu enzim daha sonra elektronları süksinat dehidrogenazdakine benzer bir şekilde elektron transport zincirine verir.
Gliserofosfat mekiği bu nedenle okside olan her sitozolik NADH için iki mol ATP sentezi ile sonuçlanır.
Oysa, malat aspartat mekiği  (FADH2 yerine) NADH oluşturur. Böylece mitokondriyel matrikste her okside sitozolik NADH için 3 ATP sentezlenmesini sağlar.
  1. Oksidatif fosforilasyonda kalıtsal defektler
Oksidatif fosforilasyon için gerekli olan ortalama 100 polipeptidin onüçü mitokondrial DNA (mtDNA) tarafından kodlanır.
Diğer mitokondrial proteinler ise sitozolde sentezlenir ve mitokondriye taşınırlar.
Oksidatif fosforilasyondaki defektler, nükleer DNA’ya oranla 10 kat daha fazla mutasyon oranı görülen mtDNA daki değişikliklere bağlı gibi görünmektedir.
ATP gereksinimi en fazla olan dokular (örneğin, SSS, iskelet ve kalp kası, böbrek ve karaciğer) oksidatif fosforilasyondaki defektlerden en fazla etkilenen dokulardır.
mtDNA mutasyonları bazı hastalıklardan sorumludur. Bunlar arasında bazı mitokondriyel myopati olguları ve Leber’in herediter optik nöropatisi sayılabilir.
Leber’in herediter optik nöropatisi, optik sinir hasarıyla birlikte nöroretinal dejenerasyon sonucu bilateral santral görme kaybı olan bir hastalıktır.
mtDNA anneden kalıtımla geçer, çünkü sperm hücresinden gelen mitokondri döllenmiş yumurtaya giremez.

Bir Cevap Yazın