Биохимия - Химические реакции в живой клетке Том 2 - Д. Мецлер 1980

О том, как электроны встречаются с кислородом, как при этом образуется ATR и о некоторых родственных явлениях
Цепь переноса электронов и окислительное фосфорилирование
Реконструкция фосфорилирующих частиц

Предпринималось много попыток расчленить и вновь реконструировать субмитохондриальные фосфорилирующие частицы. Первым из достижений было удаление нескольких «факторов сопряжения», из которых наиболее известен фактор сопряжения F₁(разд. Д,1). Удаление фактора F₁из субмитохондриальных частиц всегда ведет к потере ими способности синтезировать АТР, но перенос электронов остается незатронутым. Фосфорилирующую способность можно снова восстановить, добавляя F₁ к мембранным препаратам. Следовательно, F₁ теснейшим образом связан с синтезом АТР. Этот важный белок был выделен из митохондрий и из хлоропластов в виде гомогенных частиц с мол. весом ~285 000. В его состав входят, по-видимому, полипептидные цепи пяти различных типов с молекулярными весами ~60 000, 56 000, 36000, 17000 и 13 000 [78, 79]

Солюбилизацию внутренней митохондриальной мембраны можно осуществлять с помощью детергентов. Так, Рэган и Рэкер [80] гомогенизировали митохондрии в растворе сахарозы и добавляли стероидный детергент холат натрия (рис. 12-16), а также другие реагенты. После осторожного перемешивания смеси и центрифугирования надосадочную жидкость фракционировали сульфатом аммония. Была получена фракция гидрофобных белков, лишенная фосфолипидов, цитохром-оксидазы и растворимых компонентов, таких, как цитохром с. При добавлении к гидрофобному белковому комплексу соответствующей смеси фосфолипидов (включавшей фосфатидилэтаноламин и фосфатидил-холин) способность к фосфорилированию ADP при окислении NADH коферментом Q₁восстанавливалась. Реконструированная система была чувствительна к ингибированию ротеноном (табл. 10-2), разобщающими агентами и олигомицином. На 1 моль окислившегося NADH синтезировалось до 0,5 моль АТР. Имеются также данные об аналогичных успехах в реконструкции участков фосфорилирования 2 и 3 [81].

Попытки расчленить и вновь реконструировать систему окислительного фосфорилирования имеют важнейшее значение в плане постановім будущих экспериментов. Однако при интерпретации результатов возникают значительные трудности. Лишь немногие из компонентов были выделены в совершенно гомогенном состоянии. Необходимо осуществить дальнейшую очистку этих компонентов и исследовать их свойства, и при этом научиться так работать с каждым белком, чтобы не вызывать его денатурации. Вероятно, мы все же можем надеяться, что придет время, когда станет возможным, смешивая многие высокоочищенные компоненты митохондриальных мембран, реконструировать функционально активную систему переноса электронов и фосфорилирования. Такого рода эксперименты помогут также ответить на вопрос: обязательно ли для окислительного фосфорилирования нужна мембрана? Хотя, по мнению некоторых исследователей, проведенные эксперименты уже показали, что интактная мембрана при этом может быть и не нужна, никому еще не удавалось осуществить фосфорилирование на истинно растворимых ферментных препаратах. Синтез АТР наблюдался лишь в тех случаях, когда соответствующие белки были встроены в фосфолипидные «пузырьки».