Oksidatif Fosforilasyonun Dzenlenmesi 1 Oksidatif Fosforilasyonun Dzenlenmesi NADH

Oksidatif Fosforilasyonun Düzenlenmesi 1

Oksidatif Fosforilasyonun. Düzenlenmesi – NADH , O 2, ADP, Pi yeterli olmalı – Oksidatif fosforilasyonun hızını belirleyen en önemli faktör ADP düzeyleridir. • Oksidatif fosforilasyon hızının ADP konsantrasyonu ile düzenlenmesi : solunumun kontrolü 2

Oksidatif Fosforilasyonun Düzenlenmesi • Aerobik hücrelerde üretilen ATP’nin çoğunu oksidatif fosforillenme karşılar. Bir molekül glukozun C 02’e tam oksidasyonuyla 30 veya 32 ATP elde edilir. • Oksidatif fosforillenmeyle yürüyen, e’ların O 2’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. 3

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. 4

Oksidatif Fosforilasyon Hücrelerin Enerji Gereksinimine Göre Düzenlenir • 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. 5

Oksidatif Fosforilasyon Hücrelerin Enerji Gereksinimine Göre Düzenlenir • 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. 6

Oksidatif Fosforilasyon Hücrelerin Enerji Gereksinimine Göre Düzenlenir • 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 etkinliklerde kullanılacağı hızda, olduğunca çok kısa sürede yapılır. hücresel mümkün 7

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. 8

ATP Üreten Yollar İşbirliğiyle Düzenlenir • 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. 9

ATP Üreten Yollar İşbirliğiyle Düzenlenir • 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 etkilerinin toplamından daha büyük bir inhibisyon oluşturur ve glikoliz yavaşlar. 10