Skip to main content
Global

7.12: זרחון חמצוני - כימיוזמוזה וזרחון חמצוני

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    210666

    • Boundless
    • Boundless
    \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    מטרות למידה
    • תאר כיצד האנרגיה המתקבלת משרשרת הובלת האלקטרונים מפעילה כימיוזמוזה ודון בתפקידם של יוני מימן בסינתזה של ATP

    במהלך הכימיוזמוזה, נשאי אלקטרונים כמו NADH ו-FADH תורמים אלקטרונים לשרשרת הובלת האלקטרונים. האלקטרונים גורמים לשינויי קונפורמציה בצורות החלבונים לשאוב H+ על פני קרום תא חדיר סלקטיבי. ההתפלגות הלא אחידה של יוני H+ על פני הממברנה קובעת הן ריכוז והן שיפועים חשמליים (ובכך שיפוע אלקטרוכימי) בשל המטען החיובי של יוני המימן והצטברותם בצד אחד של הממברנה.

    דמות
    איור\(\PageIndex{1}\): כימיוזמוזה: בזרחן חמצוני, שיפוע יוני המימן שנוצר על ידי שרשרת הובלת האלקטרונים משמש סינתאז ATP ליצירת ATP.

    אם הממברנה הייתה פתוחה לדיפוזיה על ידי יוני המימן, היונים היו נוטים להתפזר באופן ספונטני חזרה אל המטריצה, מונעים על ידי השיפוע האלקטרוכימי שלהם. עם זאת, יונים רבים אינם יכולים להתפזר דרך האזורים הלא קוטביים של ממברנות הפוספוליפידים ללא עזרת תעלות יונים. באופן דומה, יוני מימן בחלל המטריצה יכולים לעבור רק דרך הממברנה המיטוכונדריאלית הפנימית דרך חלבון ממברנה הנקרא ATP synthase. חלבון זה פועל כמחולל זעיר המופנה בכוח יוני המימן המתפזרים דרכו, במורד השיפוע האלקטרוכימי שלהם. הפיכת המכונה המולקולרית הזו רותמת את האנרגיה הפוטנציאלית המאוחסנת בשיפוע יון המימן כדי להוסיף פוספט ל-ADP, ויוצר ATP.

    דמות
    איור\(\PageIndex{1}\): סינתאז ATP: סינתאז ATP הוא מכונה מולקולרית מורכבת המשתמשת בשיפוע פרוטון (H+) ליצירת ATP מ- ADP ופוספט אנאורגני (Pi).

    כימיוזמוזה משמשת ליצירת 90 אחוז מה- ATP המיוצר במהלך קטבוליזם גלוקוז אירובי. ייצור ATP באמצעות תהליך הכימיוזמוזה במיטוכונדריה נקרא זרחון חמצוני. זוהי גם השיטה הנהוגה בתגובות האור של הפוטוסינתזה כדי לרתום את אנרגיית אור השמש בתהליך הפוטופוספורילציה. התוצאה הכוללת של תגובות אלו היא ייצור ATP מהאנרגיה של האלקטרונים שהוסרו מאטומי מימן. אטומים אלה היו במקור חלק ממולקולת גלוקוז. בסוף המסלול, האלקטרונים משמשים להפחתת מולקולת חמצן ליוני חמצן. האלקטרונים הנוספים על החמצן מושכים יוני מימן (פרוטונים) מהמדיום שמסביב ונוצרים מים.

    נקודות מפתח

    • במהלך הכימיוזמוזה, האנרגיה החופשית מסדרת התגובות המרכיבות את שרשרת הובלת האלקטרונים משמשת לשאיבת יוני מימן על פני הממברנה, תוך יצירת שיפוע אלקטרוכימי.
    • יוני מימן בחלל המטריצה יכולים לעבור רק דרך הממברנה המיטוכונדריאלית הפנימית דרך חלבון ממברנה הנקרא ATP synthase.
    • כאשר פרוטונים עוברים דרך סינתאז ATP, ADP הופך ל- ATP.
    • ייצור ATP באמצעות תהליך הכימיוזמוזה במיטוכונדריה נקרא זרחון חמצוני.

    מונחי מפתח

    • סינתאז ATP: אנזים חשוב המספק אנרגיה לתא לשימוש באמצעות סינתזה של אדנוסין טריפוספט (ATP).
    • זרחון חמצוני: מסלול מטבולי המשתמש באנרגיה המשתחררת מחמצון חומרים מזינים לייצור אדנוסין טריפוספט (ATP).
    • כימיוזמוזה: תנועת היונים על פני קרום חדיר סלקטיבי, במורד השיפוע האלקטרוכימי שלהם.