Gradient de protoni electrochimici transmembranari

Gradientul de protoni electrochimici transmembranari ( gpet ) este un mecanism vital vital activ în mitocondrii care permite generarea unui potențial electrochimic în lanțul de transport al electronilor . Energia potențială a protonilor produce sinteza finală a ATP , în care energia este stocată într-o formă utilizabilă de către corp.

Descriere

Pentru a înțelege gpet este util să ne oprim asupra definițiilor individuale ale celor patru cuvinte care alcătuiesc numele.

Gradient de concentrare: (apare în legea lui Fick );
Proton: indică faptul că gradientul se referă la protoni (H ⁺ );
Electrochimic: cuvânt compus din termenii electric și chimic, respectiv referindu-se la sarcina electrică (+1) și la concentrația ionilor H ⁺ (protoni);
Transmembranar: indică faptul că gradientul este stabilit pe cele două laturi ale unei membrane, în mitocondrie la interfața membranei mitocondriale interioare (mmi).

Reasamblând aceste definiții putem spune că gpet este o forță datorată unei diferențe de concentrație (și deci de sarcină) a protonilor de pe cele două laturi ale membranei mitocondriale interne, generată de lanțul respirator în favoarea spațiului intermembranar. Pentru ca gpet să-și mențină rolul important, este necesar ca membrana să nu fie permeabilă la protoni și că lanțul respirator și ATPaza care transportă H + între două sectoare (sau ATP-sintază), cuplate funcțional între ele, trebuie să fie Operațiune. ATP-sintaza aduce protonii înapoi în matricea celulară prin generarea sintezei ATP prin fosforilarea ADP. Dacă sunt prezente anumite substanțe, numite decuplatoare, se observă consumul de oxigen fără sinteză ATP și în acest caz gpet-ul se formează și se disipă prin membrană nepermițând trecerea ionilor H ⁺ prin pompa de protoni.

Gpet este o formă de energie și din acest motiv apare în formula lui $\Delta G$ ${\ displaystyle \ Delta G}$ $\ Delta G$ atât ca diferență de concentrație, cât și ca diferență de potențial electric:

\Delta G=RT\cdot \ln \Delta c_{H}+NZe\cdot \Delta V;

{\ displaystyle \ Delta G = RT \ cdot \ ln \ Delta c_ {H} + NZe \ cdot \ Delta V;}

{\ displaystyle \ Delta G = RT \ cdot \ ln \ Delta c_ {H} + NZe \ cdot \ Delta V;}

sau utilizând factorul de conversie din $\ln$ ${\ displaystyle \ ln}$ ${\ displaystyle \ ln}$ la $\log$ ${\ displaystyle \ log}$ ${\ displaystyle \ log}$ și amintindu-mi că $p H.$ ${\ displaystyle pH}$ ${\ displaystyle pH}$ este un logaritm zecimal se poate scrie:

\Delta G=\ln 10\,\,\,RT\,\,\,\Delta \,pH+NZe\,\,\Delta V;

{\ displaystyle \ Delta G = \ ln 10 \, \, \, RT \, \, \, \ Delta \, pH + NZe \, \, \ Delta V;}

{\ displaystyle \ Delta G = \ ln 10 \, \, \, RT \, \, \, \ Delta \, pH + NZe \, \, \ Delta V;}

in care:

$\,\Delta G$ ${\ displaystyle \, \ Delta G}$ ${\ displaystyle \, \ Delta G}$ este energia de transport liber asociată cu trecerea protonilor, exprimată în [Joule mol ^-1 ];
$\,R$ ${\ displaystyle \, R}$ ${\ displaystyle \, R}$ este constanta gazului universal exprimată în [Joule K ^-1 mol ^-1 ];
$\,T$ ${\ displaystyle \, T}$ $\, T$ este temperatura absolută măsurată în Kelvin [K];
$\,\Delta c_{H}$ ${\ displaystyle \, \ Delta c_ {H}}$ ${\ displaystyle \, \ Delta c_ {H}}$ este raportul dintre concentrația protonilor din exterior și din interiorul membranei mitocondriale interioare;
$\,Z$ ${\ displaystyle \, Z}$ ${\ displaystyle \, Z}$ este cantitatea de sarcini elementare ale ionului [adimensional];
$\,e$ ${\ displaystyle \, e}$ ${\ displaystyle \, e}$ este sarcina elementară ;
$\,\Delta V$ ${\ displaystyle \, \ Delta V}$ ${\ displaystyle \, \ Delta V}$ este potențialul electric transmembranar măsurat în Volți [V];

Portalul de biologie

Portalul chimiei

Portalul Medicinii

V · D · M Metabolism
Metabolism	Cale metabolică · metabolica lanț · ciclu metabolic · cale Amphibolic
Catabolism	Glicoliză · Beta oxidare · Decarboxilarea oxidativă a piruvatului · Ciclul Krebs · Fosforilarea oxidativă · Glicogenoliza · ketogeneza
Anabolism	Gluconeogeneză · Sinteza proteinelor · Sinteza acizilor grași · Sinteza glicogenului · Prin fosfatul de pentoză
Alte articole	Ciclul Cori · Degradarea aminoacizilor · Fotosinteza · Fotorespirația · Ciclul Calvin · Ciclul ureei · Fermentarea · Ciclul glioxilat