БИОХИМИЯ, 2015, том 80, вып. 5, с. 682–688
УДК 577.121.7
О локальном сопряжении систем электронного транспорта и синтеза АТФ в митохондриях. Теория и эксперимент
Обзор
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: локальное сопряжение; фосфорилирующая система митохондрий; мембраносвязанные протоны, обладающие избытком свободной энергии; разобщители, отключающие локальное сопряжение.
Аннотация
В работе дано краткое описание главных смысловых направлений поиска и изучения предложенной Р. Вильямсом модели локального сопряжения дыхания и фосфорилирования. В процессе поиска были найдены условия, при которых удалось выявить характерные функциональные особенности фосфорилирующей системы митохондрий, которые, в соответствии с теорией, должны наблюдаться в эксперименте в тех случаях, когда эта система работает в режиме суперкомплекса. Доказана возможность существования двух режимов работы фосфорилирующей системы: режима П. Митчелла и режима Р. Вильямса. Продемонстрирована способность АТФ-синтетазы (F1F0) использовать в реакции синтеза АТФ в качестве источника энергии термодинамический потенциал кислоты Бренстеда. Методом двойного титрования при работе фосфорилирующей системы в режиме суперкомплекса доказано существование жесткой стыковки электрон-транспортной системы и АТФ-синтетазного комплекса. На модели БЛМ сформирована модельная система химического синтеза фракции мембраносвязанных ионов водорода (кислот Бренстеда), обладающих избытком свободной энергии, и найдены катализаторы, которые избирательно ускоряют отрыв протонов, входящих в эту фракцию. Зарегистрировано формирование фракции кислот Бренстеда, обладающих избытком свободной энергии, при работе протонных помп на мембранах митопластов и митохондрий. В экспериментальной части работы приведено краткое описание результатов исследования свойств новых типов разобщителей, которые направленно переводят систему фосфорилирования из режима локального сопряжения в режим трансмембранного переноса протонов и, тем самым, достоверно ускоряют дыхание митохондрий и снижают величину параметра АДФ/О.