Oksidatif Fosforilasyonun Düzenlenmesi

(1)

Oksidatif Fosforilasyonun

Düzenlenmesi

(2)

Oksidatif FosforilasyonunDüzenlenmesi

– NADH , O2, ADP, Pi yeterli olmalı

– Oksidatif fosforilasyonun hızını belirleyen en önemli faktör ADP düzeyleridir.

• Oksidatif fosforilasyon hızının ADP

konsantrasyonu ile düzenlenmesi : solunumun

kontrolü

(3)

Oksidatif Fosforilasyonun Düzenlenmesi

• Aerobik hücrelerde üretilen ATP’nin çoğunu oksidatif fosforillenme karşılar. Bir molekül glukozun C02’e tam oksidasyonuyla 30 veya 32 ATP elde edilir.

• Oksidatif fosforillenmeyle yürüyen, e’ların O2’ye

transferi ile sonuçlanan, bu aerobik oksidatif yol,

yıkımdaki ATP üretiminin büyük kısmından

sorumludur. Böylece oksidatif fosforillenmeyle ATP

sentezinin düzenlenmesi, hücrelerin inişli-çıkışlı

ATP gereksinimlerini karşılayabilmek için tam bir

zorunluluk arzeder.

(4)

Oksidatif Fosforilasyon Hücrelerin Enerji Gereksinimine Göre Düzenlenir

• Mitokondrideki solunum hızı (02 tüketimi) sıkı kontrol altındadır, genelde, fosforillenme için bir substrat olan ADP’nin ortamdaki varlığıyla ayarlanır.

• 02 tüketim hızının, P; ve alıcı ADP’nin ortamda bulunmasma bağlı olması solunumun alıcı kontrolü olarak isimlendirilir.

• Bazı hayvan dokularında alıcı kontrol oranı en az

10’dur, bu oran ADP-aracılıklı 02 tüketiminin

maksimum hızının, ADP yokluğundaki bazal hıza

oranıdır.

(5)

• ADP’nin hücre içi derişimi hücrenin enerji durumunu gösteren ölçütlerden biridir.

• Bir diğer ölçüt, ATP-ADP sisteminin kütle-etki oranıdır: [ATP]/([ADP][Pi]).

• Normalde bu oran çok yüksektir, yani ATP-ADP sistemi hemen her zaman tam olarak fosforillenmiştir.

• Bazı enerji gerektiren işlemlerin (örneğin, protein sentezi) hızı artınca, ATP’nin ADP ve Pi’a parçalanma hızı artar ve kütle-etki oranı düşer.

Oksidatif Fosforilasyon Hücrelerin Enerji

Gereksinimine Göre Düzenlenir

(6)

• Oksidatif fosforillenme için ortamda ADP çoksa solunum hızı artar ve ATP yapılır.

• Bu, kütle-etki oranı normal düzeyine gelene kadar devam eder, bu noktaya gelince solunum tekrar yavaşlar.

• Hücresel yakıtların oksidasyon hızı, oldukça hassas ve kesin bir çizgide kontrol edilir.

Oksidatif Fosforilasyon Hücrelerin Enerji

Gereksinimine Göre Düzenlenir

(7)

• Bu nedenle, birçok dokuda enerji içeriğinde çok aşırı dalgalanma olduğu süre boyunca bile [ATP]/([ADP][Pİ]) oranı sadece çok az oynar.

• Kısaca, ATP enerji gerektiren hücresel etkinliklerde kullanılacağı hızda, mümkün olduğunca çok kısa sürede yapılır.

Oksidatif Fosforilasyon Hücrelerin Enerji

Gereksinimine Göre Düzenlenir

(8)

ATP Üreten Yollar İşbirliğiyle Düzenlenir

• Birbirine bağımlı ve çok güçlü bir şekilde düzenleyici mekanizmalara sahip olan temel yıkım yolları, birlik içinde, ekonomik olarak ve birbirleri arasında kendilerini kontrol edecek şekilde ATP ve biyosentez öncülerini üretir.

• ATP ve ADP’nin oransal derişimi, sadece oksidatif

fosforillenme-elektron transfer hızını değil, sitrik

asit döngüsü, pürüvat oksidasyonu ve glikoliz

hızını da kontrol eder.

(9)

• ADP’nin ATP’ye dönüşümü, ADP derişimini düşürünce, alıcı kontrolü elektron transferini yavaşlatır ve oksidatif fosforillenme yavaşlar.

• Glikoliz ve sitrik asit döngüsü de yavaşlar, çünkü ATP, glikolizin enzimleri olan fosfofruktokinaz-1 ve piruvat dehidrogenazın allosterik inhibitörüdür.

ATP Üreten Yollar İşbirliğiyle Düzenlenir

(10)

• Fosfofruktokinaz-1 sadece ATP ile inhibe olmaz, sitrik asit döngüsünün ilk araürünü olan sitratla da inhibe olur.

• Döngü “durursa”, sitrat mitokondride birikir ve sitozole dökülür.

• Hem ATP hem de sitrat derişiminin yükselmesiyle oluşan fosfofruktokinaz 1’in allosterik inhibisyonu, ATP ve sitratın tek tek etkilerinin toplamından daha büyük bir inhibisyon oluşturur ve glikoliz yavaşlar.

ATP Üreten Yollar İşbirliğiyle Düzenlenir