Mainitud flavoproteiine iseloomustab see, et esmalt kantakse elektronid üle flaviinile ja siis edasi Fe-S klastritele. Selline ahel on vajalik, sest NADH ei saa elektrone loovutada-liita muidu kui 2-kaupa. Fe-S klastrid on aga üheelektronilised elektronide kandjad. Seetõttu on NADH ja Fe-S klastrite vahel ahelas kasutatud flaviini, mis võib elektrone liita-loovutada kas 1- või 2-kaupa. Fe-S klastritelt kantakse elektronid üle mobiilsele vahendajamolekulile- ubikinoonile (KoensüümQ). Ubikinoon on lahustuv lipiidides ja vahendab ülekandeahela komplekside vahel elektrone difundeerudes mitokondri sisemembraanis. Analoogiliselt flaviinile saab ubikinoon loovutada-liita elektrone kahe või ühekaupa. Ühe elektroni liitnud radikaalset vormi nimetatakse semikinooniks. Ubikinoon saab elektronid 4 erinevalt flavoproteiinilt. Membraanis difundeeruvana on ubikinoon kas täielikult redutseeritud või oksüdeeritud. Semikinoon võib arvatavasti eksisteerida
Kompleks III teostab Q-tsüklit (tsütokroom b6c kompleks) ja Kompleks IV redutseerib hapnikku, moodustades vee. Lisaks võivad elektronid siseneda veel otse rasvhapetest ja taimedes ka NADPH-lt. Pange tähele, et prootoneid transporditakse maatriksist välja ja need voolavad tagasi läbi ATP süntaasi. ATP sünteesitakse maatriksis. Kompleks I oksüdeerib NADH, transportides samal ajal 4H+/2e- , nii nagu selle sees töötaks veel seniavastamata Q-tsükkel (punktiirjoon). Elektronid kanduvad ubikinoonile, mis haarab samuti 2H+/2e-. Joonisel on näitamata, et NADH oksüdeerumisel eraldub selle koosseisust H+, mis vähendab üldise prootontranspordi suhte Kompleks I juures 6H+/2e-, asemel 5H+/2e- tasemele. Prootonid pumbatakse mitokondri kristast välja, membraanide vahelisse ruumi, ning see muutub aluselisemaks. ATP tuleb välja viia ja ADP sisse tuua. Kui nad üksteise suhtes vahetada, siis välja viiakse rohkem ioone kui sisse tuuakse
Vahendab ülekandeahela komplekside vahel elektrone difundeerudes mitokondri sisemembraanis. Saab loovutada-liita elektrone kahe või ühekaupa. Ubikinooni oksüdatsiooniga kaasneb kahe elektroni ülekanne Fe-S tsentrilt tsütokroomi reduktaasile. 6. Kirjeldage kuidas elektronid sisenevad hingamisahelasse flavoproteiinidest (suktsinaadi dehüdrogenaas, glütserool-fosfaadi dehüdrogenaas, rasvhappe CoA dehüdrogenaas). Suktsinaadi dehüdrogenaas elektronid liiguvad suktsinaadilt ubikinoonile. Glütserool-fosdaadi dehüdrogenaas elektronid liiguvad UQ-le. Rasvhappe CoA dehüdrogenaas loovutavad elektronid samuti UQle. 7. Kirjeldage tsütokroomi struktuuri ja omadusi. Tsütokroomid b, c1, a ja a3. Tsütokroom b ja c1 heemi sisaldavad valgud. Kompleks III elektronide ülekandjad. C1 paikneb membraani tsütosoolsel küljel. b koosneb umbes 400 aminohappest. Tsütokroom a ja a3 heemid. kompleks IV. Cu tsentrilt liiguvad elektronid heemile a ja siis heemile a3.
Elektronid loovutatakse negatiivsema redokspotensiaaliga reaktsiooni poolt ning võetakse vastu positiivsema redokspotensiaaliga. Vabaenergia muut reaktsiooni poolt. Elektronid kaotavad energiat liikudes läbi hingamisahela kompleksidest I (või II) kompleks IV. 3. ETS 4 kompleksi. Kompleks I: elektronide ülekanne NADHCoQ, ensüüm: NADH-CoQ oksüdoreduktaas. Kompleks koosneb enam kui 30 subühikust ja töötab prootonite pumbana. Kompleks II: suktsinaadilt ubikinoonile, ensüüm: suktsinaadi dehüdrogenaas. 4 subühikut, neist 2 integraalsed membraanivalgud, 2 mitokondri maatriksis; 5 prosteetilist rühma (FAD, 3 Fe-S klastrit, CoQ). Suktsinaadi dehüdrogenaas on ühtlasi TCA tsükli ensüüm. Kompleks III: ubikinoonilt tsütokroom c-le, + ensüüm: CoQ-tsütokroom c oksüdoreduktaas
Ensüüm on Ca-seoseline, ilma Ca 2+ on ensüüm inaktiivne. Lisaks Zn2+-liig pärsib ensüümi tööd, takistades prootonite liikumist mööda ensüümi, kas sisenemist või väljumist. 55 NDH-I on oluline ka anaeroobsel hingamisel, kui elektronide lõppakseptoriks on fumaraat või DMSO. Sellisel juhul kantakse elektronid üle menakinoonile. Aeroobsetes tingimustes kantakse elektronid üle ubikinoonile. NDH-I-s olev FMN põhjustab ROS-ide teket, peamiselt H 2O2 näol. Ükskõik millise nuo-geeni deleteerimisel on rakkude kasv rikkal söötmel aeroobsetes tingimustes häiritud. NDH-I kompleksita rakud ei suuda statsionaarses faasis konkureerida metsiktüvega. NDH-I nuo-operonilt on transkriptsioon aktiveeritud hapniku, nitraadi ja fumaraadiga. Fis aktiveerib, IHF, Fnr ja ArcAB represseerivad transkriptsiooni. Hingamisahela 2. komponent kinoonid
2) Püruvaadi dehüdrogenaasi geeni avaldumise kontroll Aeroobsetes tingimustes moodustub püruvaadist püruvaadi dehüdrogenaasi toimel atsetüül-CoA. Anaeroobsetes tingimustes on püruvaadi dehüdrogenaasi geeni avaldumine aga pärsitud ja püruvaadist tekivad püruvaadi-formiaadi lüaasi (Pfl) toimel atsetüül-CoA ja formiaat, millest lähtuvad fermenteerimisrajad. Aeroobse hingamise regulatsioon Elektronid kantakse NADH dehüdrogenaasi abil FMN-le, edasi Fe/S rühmale, siis ubikinoonile, sealt tsütokroom o või d oksüdaasile ja lõpuks hapnikule. Elektronid kantakse üle kas NADH-lt või teistelt substraatidelt (laktaat, suktsinaat, formiaat, glütserool 3-fosfaat) dehüdrogenaaside abil. ETS: 1) heemi sisaldavad komponendid tsütokroomid 2) Fe/S valgud 3) flavoproteiinid (sisaldavad flaviinmononukleotiidi FMN) 4) kinoonid Elektronide transpordi käigus viiakse läbi tsütoplasma membraani prootoneid H+, mille tulemusena tekib
2) Fe/S valgud 3) flavoproteiinid (sisaldavad flaviinmononukleotiidi FMN) 4) kinoonid E. coli elektrontranspordi ahel (ETA) näeb välja järgmine: 1) NADH-lt kantakse NADH dehüdrogenaasi abil 2 elektroni ja 2 prootonit flavoproteiinkompleksis sisalduvale FMN-le tekib FMNH2. 2) Elektronide ülekanne Fe-S rühmale. Selle käigus vabaneb 2 prootonit H+, genereerides prootonpotentsiaali (proton motive force PMF). 3) Elektronide ülekanne Fe-S rühmalt ubikinoonile, 2 elektroni (2 e -) ja 2 prootoni (2 H+) ülekande tulemusena moodustub hüdrokinoon. 4) Kui hapniku hulk on kõrge, kantakse elektronid hüdrokinoonilt tsütokroom o kompleksile (kodeeritud geenide cyoABCDE poolt). Raku väliskeskkonda vabaneb 2 prootonit (2 H +), suurendades prootonpotentsiaali. Vähese hapniku korral antakse elektronid tsütokroom d kompleksile (kodeeritud geenide cydAB poolt), mis sisaldab hapnikule kõrge afiinsusega terminaalset oksüdaasi