الفسفرة التأكسدية

📅 آخر تحديث: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 16 صور
الموسوعة الحرة

تتألف عملية الفسفرة التأكسدية من عنصرين مترابطين ترابطًا وثيقًا: سلسلة نقل الإلكترون والتناضح الكيميائي . تُعد سلسلة نقل الإلكترون في الخلية موقعًا لعملية الفسفرة التأكسدية. حيث يتأكسد كل من NADH والساكسينات الناتجين في دورة حمض الستريك ، مُطلقين طاقة الأكسجين (O2 ) لتشغيل إنزيم ATP سينثاز .
خريطة مسار هدم الكربون للطاقة الحرة بما في ذلك مصادر الطاقة من الكربوهيدرات والدهون، توضح العمليات الأولية التي تغذي السلائف في سلسلة نقل الإلكترون، كما هو موضح هنا في طيف قوس قزح من الألوان في أسفل يمين الرسم التخطيطي.

الفسفرة التأكسدية [ N1 ]، أو الفسفرة المرتبطة بنقل الإلكترون، أو الأكسدة النهائية، هي المسار الأيضي الذي تستخدم فيه الخلايا الإنزيمات لأكسدة المغذيات ، مُطلقةً بذلك طاقة كيميائية لإنتاج الأدينوسين ثلاثي الفوسفات ( ATP ). في حقيقيات النوى ، تحدث هذه العملية داخل الميتوكوندريا . وتُجري جميع الكائنات الهوائية تقريبًا عملية الفسفرة التأكسدية. يُعد هذا المسار واسع الانتشار لأنه يُطلق طاقة أكبر من التخمر .

في التنفس الهوائي ، تُطلق الخلية الطاقة المخزنة في الروابط الكيميائية للجلوكوز من خلال عملية تحلل الجلوكوز ، ثم دورة حمض الستريك ، مُنتجةً ثاني أكسيد الكربون وجزيئات NADH و FADH₂ المانحة للإلكترونات . تستخدم عملية الفسفرة التأكسدية هذه الجزيئات والأكسجين لإنتاج ATP ، الذي يُستخدم في جميع أنحاء الخلية كلما دعت الحاجة إلى الطاقة. خلال الفسفرة التأكسدية، تنتقل الإلكترونات من مانحات الإلكترونات إلى سلسلة من مستقبلات الإلكترونات في سلسلة من تفاعلات الأكسدة والاختزال التي تنتهي بالأكسجين، الذي يُطلق تفاعله نصف إجمالي الطاقة. [ 1 ]

في حقيقيات النوى ، تُحفَّز تفاعلات الأكسدة والاختزال هذه بواسطة سلسلة من المركبات البروتينية داخل الغشاء الداخلي للميتوكوندريا ؛ بينما في بدائيات النوى ، تقع هذه البروتينات في الغشاء البلازمي للخلية . تُسمى هذه المجموعات المترابطة من البروتينات بسلسلة نقل الإلكترون . في الميتوكوندريا، تشارك خمسة مركبات بروتينية رئيسية، بينما تمتلك بدائيات النوى العديد من الإنزيمات الأخرى، التي تستخدم مجموعة متنوعة من مانحات ومستقبلات الإلكترون.

تُستخدم الطاقة المنقولة بواسطة الإلكترونات المتدفقة عبر سلسلة نقل الإلكترون هذه لنقل البروتونات عبر الغشاء الداخلي. يُولّد هذا طاقة كامنة على شكل تدرج في الرقم الهيدروجيني (pH) والجهد الكهربائي الناتج عبر هذا الغشاء. تُستغل هذه الطاقة المخزنة عندما تتدفق البروتونات عائدةً عبر الغشاء من خلال إنزيم ATP synthase في عملية تُسمى التناضح الكيميائي . يستخدم إنزيم ATP synthase هذه الطاقة لتحويل الأدينوسين ثنائي الفوسفات (ADP) إلى الأدينوسين ثلاثي الفوسفات، في تفاعل فسفرة . يُحفّز هذا التفاعل بتدفق البروتونات، مما يُجبر جزءًا من الإنزيم على الدوران . يُعد إنزيم ATP synthase محركًا ميكانيكيًا دوارًا.

على الرغم من أن الفسفرة التأكسدية جزء حيوي من عملية الأيض، إلا أنها تُنتج أنواعًا من الأكسجين التفاعلي مثل الأكسيد الفائق وبيروكسيد الهيدروجين ، مما يؤدي إلى انتشار الجذور الحرة ، وتلف الخلايا ، والمساهمة في الأمراض ، وربما الشيخوخة . كما أن الإنزيمات التي تُنفذ هذا المسار الأيضي هي هدف للعديد من الأدوية والسموم التي تُثبط نشاطها.

التناضح الكيميائي

تعمل عملية الفسفرة التأكسدية باستخدام تفاعلات كيميائية مُحرِّرة للطاقة لتحفيز التفاعلات التي تتطلب طاقة. يُقال إن مجموعتي التفاعلات مترافقتان ، أي أن إحداهما لا يمكن أن تحدث دون الأخرى. سلسلة تفاعلات الأكسدة والاختزال التي تُحرك تدفق الإلكترونات عبر سلسلة نقل الإلكترون، من مانحات الإلكترونات مثل NADH إلى مستقبلات الإلكترونات مثل الأكسجين والهيدروجين (البروتونات)، هي عملية طاردة للطاقة  ، أي أنها تُحرِّر طاقة، بينما يُعدّ تخليق ATP عملية ماصة للطاقة ، أي أنها تتطلب مدخلات من الطاقة. كل من سلسلة نقل الإلكترون وإنزيم ATP سينثاز مُدمجان في غشاء، وتنتقل الطاقة من سلسلة نقل الإلكترون إلى إنزيم ATP سينثاز عن طريق حركة البروتونات عبر هذا الغشاء، في عملية تُسمى التناضح الكيميائي . [ 2 ] ينطلق تيار من البروتونات من الجانب السالب (N) للغشاء إلى الجانب الموجب (P) عبر إنزيمات ضخ البروتونات في سلسلة نقل الإلكترون. تُحدث حركة البروتونات تدرجًا كيميائيًا كهربائيًا عبر الغشاء، يُسمى القوة الدافعة للبروتونات . وهي تتكون من عنصرين: فرق في تركيز البروتونات (تدرج H + ، Δ pH ) وفرق في الجهد الكهربائي ، حيث يكون الجانب N سالب الشحنة. [ 3 ]

يُطلق إنزيم ATP synthase هذه الطاقة المُخزّنة بإكمال الدائرة الكهربائية والسماح للبروتونات بالتدفق عبر التدرج الكهروكيميائي، عائدةً إلى الجانب N من الغشاء. [ 4 ] يُحفّز التدرج الكهروكيميائي دوران جزء من بنية الإنزيم، ويربط هذه الحركة بتخليق ATP.

يُعدّ مُكوّنا القوة الدافعة للبروتونات متكافئين من الناحية الديناميكية الحرارية : ففي الميتوكوندريا، يُوفّر الجهد الجزء الأكبر من الطاقة؛ وفي البكتيريا المُحِبّة للقلويات، يجب أن تُعوّض الطاقة الكهربائية فرق الأس الهيدروجيني العكسي المُعاكس. وعلى العكس من ذلك، تعمل البلاستيدات الخضراء بشكل أساسي على فرق الأس الهيدروجيني (ΔpH). ومع ذلك، فهي تتطلب أيضًا جهدًا غشائيًا صغيرًا لحركية تخليق الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP). في حالة بكتيريا الفيوزوبكتيريوم بروبيونيجينيوم مودستوم، يُحفّز هذا الجهد الدوران المُعاكس للوحدتين الفرعيتين a و c لمحرك F O لإنزيم سينثاز الأدينوسين ثلاثي الفوسفات. [ 3 ]

تُعدّ كمية الطاقة المُتحررة من الفسفرة التأكسدية عاليةً مقارنةً بكمية الطاقة المُنتجة من التخمر . ينتج عن تحلل الجلوكوز جزيئين فقط من الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP)، بينما ينتج عن الفسفرة التأكسدية لعشرة جزيئات من NADH وجزيئين من السكسينات، الناتجة عن تحويل جزيء واحد من الجلوكوز إلى ثاني أكسيد الكربون والماء، ما بين 30 و36 جزيئًا من ATP، [ 5 ] في حين تُنتج كل دورة من أكسدة بيتا لحمض دهني حوالي 14 جزيئًا من ATP. تُعدّ هذه الكميات المُنتجة من ATP قيمًا نظرية قصوى؛ ففي الواقع، تتسرب بعض البروتونات عبر الغشاء، مما يُقلل من إنتاج ATP. [ 6 ]

جزيئات نقل الإلكترون والبروتون

اختزال الإنزيم المساعد Q من شكله اليوبيكوينون (Q) إلى شكل اليوبيكوينول المختزل (QH 2 ).

تنقل سلسلة نقل الإلكترون كلاً من البروتونات والإلكترونات، حيث تنقل الإلكترونات من مانحات إلى مستقبلات، وتنقل البروتونات عبر الغشاء. وتستخدم هذه العمليات جزيئات نقل ذائبة وأخرى مرتبطة بالبروتين. في الميتوكوندريا، تُنقل الإلكترونات داخل الحيز بين الغشائين بواسطة بروتين نقل الإلكترون الذائب في الماء، السيتوكروم ج . [ 7 ] ينقل هذا البروتين الإلكترونات فقط، ويتم نقلها عن طريق اختزال وأكسدة ذرة حديد موجودة ضمن مجموعة الهيم في بنيته. يوجد السيتوكروم ج أيضًا في بعض أنواع البكتيريا، حيث يتواجد في الحيز المحيط بالبلازما . [ 8 ]

داخل الغشاء الداخلي للميتوكوندريا، يحمل الإنزيم المساعد Q10 (Q)، وهو ناقل إلكتروني قابل للذوبان في الدهون، كلاً من الإلكترونات والبروتونات عبر دورة أكسدة واختزال . [ 9 ] يتميز جزيء البنزوكينون الصغير هذا بكرهه الشديد للماء ، مما يسمح له بالانتشار بحرية داخل الغشاء. عندما يستقبل Q إلكترونين وبروتونين، يُختزل إلى شكل اليوبيكوينول (QH2 ) ؛ وعندما يُطلق QH2 إلكترونين وبروتونين، يتأكسد عائدًا إلى شكل اليوبيكوينون (Q). ونتيجة لذلك، إذا رُتّب إنزيمان بحيث يُختزل Q على أحد جانبي الغشاء ويتأكسد QH2 على الجانب الآخر، فإن اليوبيكوينون سيربط هذين التفاعلين وينقل البروتونات عبر الغشاء. [ 10 ] تستخدم بعض سلاسل نقل الإلكترون البكتيرية كينونات مختلفة، مثل الميناكينون ، بالإضافة إلى اليوبيكوينون. [ 11 ]

داخل البروتينات، تنتقل الإلكترونات بين عوامل الفلافين المساعدة، [ 4 ] [ 12 ] وتجمعات الحديد والكبريت والسيتوكرومات. توجد أنواع عديدة من تجمعات الحديد والكبريت. أبسطها، الموجود في سلسلة نقل الإلكترون، يتكون من ذرتي حديد مرتبطتين بذرتي كبريت غير عضوي ؛ وتُسمى هذه التجمعات [2Fe–2S]. أما النوع الثاني، [4Fe–4S]، فيحتوي على مكعب من أربع ذرات حديد وأربع ذرات كبريت. ترتبط كل ذرة حديد في هذه التجمعات بحمض أميني إضافي ، عادةً بذرة الكبريت في السيستين . تخضع عوامل الأيونات المعدنية المساعدة لتفاعلات الأكسدة والاختزال دون ربط أو إطلاق بروتونات، لذا فإن وظيفتها في سلسلة نقل الإلكترون تقتصر على نقل الإلكترونات عبر البروتينات. تنتقل الإلكترونات لمسافات طويلة عبر البروتينات بالقفز على طول سلاسل هذه العوامل المساعدة. [ 13 ] يحدث هذا عن طريق النفق الكمومي ، وهو سريع على مسافات أقل من 1.4 × 10−9 متر. [ 14 ]

سلاسل نقل الإلكترون في حقيقيات النوى

تُنتج العديد من العمليات الكيميائية الحيوية الهدمية ، مثل تحلل الجلوكوز ، ودورة حمض الستريك ، وأكسدة بيتا ، الإنزيم المساعد المختزل NADH . يحتوي هذا الإنزيم المساعد على إلكترونات ذات جهد نقل عالٍ ؛ أي أنها تُطلق كمية كبيرة من الطاقة عند أكسدتها. مع ذلك، لا تُطلق الخلية هذه الطاقة دفعة واحدة، لأن ذلك سيؤدي إلى تفاعل لا يمكن السيطرة عليه. بدلاً من ذلك، تُزال الإلكترونات من NADH وتُمرر إلى الأكسجين عبر سلسلة من الإنزيمات، يُطلق كل منها كمية صغيرة من الطاقة. تُسمى هذه المجموعة من الإنزيمات، المكونة من المركبات من الأول إلى الرابع، بسلسلة نقل الإلكترون، وتوجد في الغشاء الداخلي للميتوكوندريا . كما يتأكسد السكسينات بواسطة سلسلة نقل الإلكترون، لكنه يدخل في المسار عند نقطة مختلفة.

في حقيقيات النوى ، تستخدم الإنزيمات في نظام نقل الإلكترون هذا الطاقة المنطلقة من الأكسجين (O₂ ) بواسطة NADH لضخ البروتونات عبر الغشاء الداخلي للميتوكوندريا. يؤدي ذلك إلى تراكم البروتونات في الحيز بين الغشائين ، مما يُولّد تدرجًا كيميائيًا كهربائيًا عبر الغشاء. ثم يستخدم إنزيم ATP synthase الطاقة المُخزّنة في هذا الجهد لإنتاج ATP. يُعدّ الفسفرة التأكسدية في ميتوكوندريا حقيقيات النوى المثال الأكثر فهمًا لهذه العملية. توجد الميتوكوندريا في جميع حقيقيات النوى تقريبًا، باستثناء الأوليات اللاهوائية مثل المشعرة المهبلية ( Trichomonas vaginalis) التي تُختزل البروتونات إلى هيدروجين في ميتوكوندريا متبقية تُسمى الهيدروجينوسوم . [ 15 ]

الإنزيمات والركائز التنفسية النموذجية في حقيقيات النوى.
إنزيم تنفسيزوج الأكسدة والاختزالإمكانية نقطة المنتصف 

(فولت)

نازعة هيدروجين NADHNAD + / NADH-0.32 [ 16 ]
نازعة هيدروجين السكسيناتFMN أو FAD / FMNH 2 أو FADH 2-0.20 [ 16 ]
مركب السيتوكروم bc 1أنزيم Q10 المؤكسد / أنزيم Q10 الأحمر+0.06 [ 16 ]
مركب السيتوكروم bc 1صندوق السيتوكروم ب / أحمر السيتوكروم ب+0.12 [ 16 ]
المركب الرابعالسيتوكروم ج أوكسيد / السيتوكروم ج ريد+0.22 [ 16 ]
المركب الرابعالسيتوكروم أ المؤكسد / السيتوكروم أ الأحمر+0.29 [ 16 ]
المركب الرابعO 2 / HO −+0.82 [ 16 ]
الشروط: الرقم الهيدروجيني = 7 [ 16 ]

نازعة هيدروجين NADH-coenzyme Q (المعقد الأول)

المركب الأول أو مختزلة NADH-Q . تمت مناقشة الاختصارات في النص.

إنزيم NADH-coenzyme Q المؤكسد المختزل ، المعروف أيضًا باسم نازعة هيدروجين NADH أو المركب الأول ، هو أول بروتين في سلسلة نقل الإلكترون. [ 17 ] المركب الأول هو إنزيم عملاق، ويتكون المركب الأول في الثدييات من 46 وحدة فرعية وكتلة جزيئية تبلغ حوالي1000 كيلو دالتون  . [ 18 ] لا يُعرف التركيب بالتفصيل إلا من خلال بكتيريا واحدة؛ [ 19 ] [ 20 ] في معظم الكائنات الحية، يشبه المركب حذاءً تبرز منه كرة كبيرة من الغشاء إلى الميتوكوندريا. [ 21 ] [ 22 ] توجد الجينات التي تشفر البروتينات الفردية في كل من نواة الخلية وجينوم الميتوكوندريا ، كما هو الحال بالنسبة للعديد من الإنزيمات الموجودة في الميتوكوندريا.

التفاعل الذي يحفزه هذا الإنزيم هو أكسدة NADH بإلكترونين بواسطة الإنزيم المساعد Q10 أو اليوبيكوينون (الممثل بـ Q في المعادلة أدناه)، وهو كينون قابل للذوبان في الدهون يوجد في غشاء الميتوكوندريا:

تبدأ عملية التفاعل، بل وسلسلة نقل الإلكترونات بأكملها، بارتباط جزيء NADH بالمركب الأول ومنحه إلكترونين. يدخل الإلكترونان إلى المركب الأول عبر مجموعة وظيفية مرتبطة به، وهي فلافين أحادي النوكليوتيد (FMN). يؤدي إضافة الإلكترونات إلى FMN إلى تحويله إلى شكله المختزل، FMNH₂ . ثم تُنقل الإلكترونات عبر سلسلة من تجمعات الحديد والكبريت: وهي النوع الثاني من المجموعات الوظيفية الموجودة في المركب. [ 19 ] يوجد في المركب الأول نوعان من تجمعات الحديد والكبريت: [2Fe–2S] و[4Fe–4S].

أثناء مرور الإلكترونات عبر هذا المركب، تُضخ أربعة بروتونات من المادة الأساسية إلى الحيز بين الغشائين. لا يزال الكيفية الدقيقة لحدوث ذلك غير واضحة، ولكن يبدو أنها تتضمن تغيرات بنيوية في المركب الأول، مما يؤدي إلى ارتباط البروتين بالبروتونات على الجانب N من الغشاء وإطلاقها على الجانب P منه. [ 23 ] أخيرًا، تُنقل الإلكترونات من سلسلة تجمعات الحديد والكبريت إلى جزيء يوبيكوينون في الغشاء. [ 17 ] يساهم اختزال اليوبيكوينون أيضًا في توليد تدرج بروتوني، حيث يُمتص بروتونان من المادة الأساسية أثناء اختزالها إلى يوبيكوينول (QH₂ ) .

نازعة هيدروجين السكسينات-Q (المعقد الثاني)

المركب الثاني: نازعة هيدروجين السكسينات- Q.

إنزيم سكسينات-Q أوكسيدوريدوكتاز ، المعروف أيضًا باسم المركب الثاني أو سكسينات ديهيدروجينيز ، هو نقطة دخول ثانية لسلسلة نقل الإلكترون. [ 24 ] وهو إنزيم فريد من نوعه لكونه الإنزيم الوحيد الذي يُشارك في كلٍ من دورة حمض الستريك وسلسلة نقل الإلكترون. يتكون المركب الثاني من أربع وحدات بروتينية فرعية، ويحتوي على عامل مساعد من فلافين أدينين ثنائي النوكليوتيد (FAD) مرتبط به، وعناقيد من الحديد والكبريت، ومجموعة هيم لا تُشارك في نقل الإلكترون إلى الإنزيم المساعد Q، ولكن يُعتقد أنها مهمة في تقليل إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية. [ 25 ] [ 26 ] يقوم هذا الإنزيم بأكسدة السكسينات إلى فومارات واختزال يوبيكوينون. ولأن هذا التفاعل يُطلق طاقة أقل من أكسدة NADH، فإن المركب الثاني لا ينقل البروتونات عبر الغشاء ولا يُساهم في تدرج تركيز البروتونات.

في بعض حقيقيات النوى، مثل دودة الأسكاريس الخنزيرية الطفيلية ، يعمل إنزيم مشابه للمركب الثاني، وهو مختزلة الفومارات (ميناكينول: فومارات أوكسيدوريدوكتاز، أو QFR)، بشكل عكسي لأكسدة اليوبيكوينول واختزال الفومارات. وهذا يسمح للدودة بالبقاء على قيد الحياة في البيئة اللاهوائية للأمعاء الغليظة ، حيث تقوم بعملية الفسفرة التأكسدية اللاهوائية باستخدام الفومارات كمستقبل للإلكترونات. [ 27 ] وتُلاحظ وظيفة أخرى غير تقليدية للمركب الثاني في طفيل الملاريا بلازموديوم فالسيباروم . ففي هذه الحالة، يُعدّ عمل المركب الثاني العكسي كأكسيداز مهمًا في تجديد اليوبيكوينول، الذي يستخدمه الطفيل في شكل غير مألوف من التخليق الحيوي للبيريميدين . [ 28 ]

مختزلة فلافوبروتين-Q لنقل الإلكترون

إنزيم مختزلة اليوبيكوينون بواسطة فلافوبروتين ناقل الإلكترون (ETF-Q)، المعروف أيضًا باسم نازعة هيدروجين فلافوبروتين ناقل الإلكترون ، هو نقطة دخول ثالثة لسلسلة نقل الإلكترون. وهو إنزيم يستقبل الإلكترونات من فلافوبروتين ناقل الإلكترون في مصفوفة الميتوكوندريا، ويستخدم هذه الإلكترونات لاختزال اليوبيكوينون. [ 29 ] يحتوي هذا الإنزيم على فلافين وعنقود [4Fe–4S]، ولكنه، على عكس معقدات التنفس الأخرى، يرتبط بسطح الغشاء ولا يعبر الطبقة الدهنية الثنائية. [ 30 ]

في الثدييات، يُعد هذا المسار الأيضي مهمًا في أكسدة بيتا للأحماض الدهنية وهدم الأحماض الأمينية والكولين ، حيث يستقبل الإلكترونات من العديد من نازعات هيدروجين أسيتيل-CoA . [ 31 ] [ 32 ] وفي النباتات، يُعد إنزيم ETF-Q المؤكسد المختزل مهمًا أيضًا في الاستجابات الأيضية التي تسمح بالبقاء على قيد الحياة في فترات طويلة من الظلام. [ 33 ]

نازعة هيدروجين السيتوكروم ج (المعقد الثالث)

خطوتا نقل الإلكترون في المركب الثالث: Q-سيتوكروم سي أوكسيدوريدوكتاز . بعد كل خطوة، يغادر Q (في الجزء العلوي من الشكل) الإنزيم.

يُعرف إنزيم Q-سيتوكروم سي أوكسيدوريدوكتاز أيضًا باسم سيتوكروم سي ريدوكتاز ، أو معقد سيتوكروم bc 1 ، أو ببساطة المعقد III . [ 34 ] [ 35 ] في الثدييات، يكون هذا الإنزيم ثنائي الوحدات ، حيث يحتوي كل معقد فرعي على 11 وحدة بروتينية، وعنقود حديد-كبريت [2Fe-2S]، وثلاثة سيتوكرومات : سيتوكروم c 1 واحد وسيتوكرومان b . [ 36 ] السيتوكروم هو نوع من البروتينات الناقلة للإلكترونات يحتوي على مجموعة هيم واحدة على الأقل . تتناوب ذرات الحديد داخل مجموعات الهيم في المعقد III بين حالة الحديدوز المختزل (+2) وحالة الحديديك المؤكسد (+3) أثناء انتقال الإلكترونات عبر البروتين.

التفاعل الذي يحفزه المركب الثالث هو أكسدة جزيء واحد من اليوبيكوينول واختزال جزيئين من السيتوكروم ج ، وهو بروتين هيمي مرتبط بشكل ضعيف بالميتوكوندريا. على عكس الإنزيم المساعد Q، الذي يحمل إلكترونين، يحمل السيتوكروم ج إلكترونًا واحدًا فقط.

بما أنه لا يمكن نقل سوى إلكترون واحد من مانح QH₂ إلى مستقبل السيتوكروم c في كل مرة، فإن آلية تفاعل المركب III أكثر تعقيدًا من آليات تفاعل المركبات التنفسية الأخرى، وتحدث على مرحلتين تُعرفان بدورة Q. [ 37 ] في المرحلة الأولى ، يرتبط الإنزيم بثلاث ركائز، أولها QH₂ ، الذي يتأكسد، حيث ينتقل إلكترون واحد إلى الركيزة الثانية، السيتوكروم c. ينتقل البروتونان المنطلقان من QH₂ إلى الحيز بين الغشائين. الركيزة الثالثة هي Q، التي تستقبل الإلكترون الثاني من QH₂ وتُختزل إلى Q⁻ ، وهو جذر اليوبيسيميكوينون الحر . تتحرر الركيزتان الأوليان، لكن يبقى وسيط اليوبيسيميكوينون هذا مرتبطًا. في المرحلة الثانية، يرتبط جزيء ثانٍ من QH₂ وينقل إلكترونه الأول مرة أخرى إلى مستقبل السيتوكروم c . ينتقل الإلكترون الثاني إلى اليوبيسيميكوينون المرتبط، مما يؤدي إلى اختزاله إلى QH₂ عند اكتسابه بروتونين من مصفوفة الميتوكوندريا. ثم يُطلق QH₂ من الإنزيم. [ 38 ]

عندما يُختزل الإنزيم المساعد Q إلى يوبيكوينول على الجانب الداخلي للغشاء ويتأكسد إلى يوبيكوينون على الجانب الآخر، يحدث انتقال صافٍ للبروتونات عبر الغشاء، مما يزيد من تدرج تركيز البروتونات. [ 4 ] تُعد الآلية المعقدة ذات الخطوتين التي يحدث بها هذا الانتقال مهمة، لأنها تزيد من كفاءة انتقال البروتونات. فلو استُخدم جزيء واحد من QH2، بدلاً من دورة Q، لاختزال جزيئين من السيتوكروم c مباشرةً، لانخفضت الكفاءة إلى النصف، حيث سينتقل بروتون واحد فقط لكل جزيء سيتوكروم c مُختزل. [ 4 ]

سيتوكروم سي أوكسيداز (المعقد الرابع)

المركب الرابع: سيتوكروم سي أوكسيداز .

إنزيم سيتوكروم سي أوكسيداز ، المعروف أيضًا باسم المركب الرابع ، هو المركب البروتيني الأخير في سلسلة نقل الإلكترون. [ 39 ] يتميز هذا الإنزيم لدى الثدييات ببنية معقدة للغاية، إذ يحتوي على 13 وحدة فرعية، ومجموعتين من الهيم، بالإضافة إلى العديد من العوامل المساعدة من أيونات المعادن  - ثلاث ذرات من النحاس ، وذرة واحدة من المغنيسيوم ، وذرة واحدة من الزنك . [ 40 ]

يُحفّز هذا الإنزيم التفاعل الأخير في سلسلة نقل الإلكترون، حيث ينقل الإلكترونات إلى الأكسجين والهيدروجين (البروتونات)، بينما يضخ البروتونات عبر الغشاء. [ 41 ] في هذه الخطوة، يُختزل الأكسجين، وهو مستقبل الإلكترونات النهائي، إلى ماء. يُساهم كلٌ من الضخ المباشر للبروتونات واستهلاك بروتونات المادة الأساسية في اختزال الأكسجين في تكوين تدرج البروتونات. التفاعل المُحفّز هو أكسدة السيتوكروم ج واختزال الأكسجين.

المختزلات والأكسيدازات البديلة

تمتلك العديد من الكائنات حقيقية النواة سلاسل نقل إلكترون تختلف عن إنزيمات الثدييات التي دُرست بكثرة والموصوفة أعلاه. فعلى سبيل المثال، تمتلك النباتات إنزيمات مؤكسدة بديلة لـ NADH، والتي تؤكسد NADH في السيتوسول بدلاً من مصفوفة الميتوكوندريا، وتنقل هذه الإلكترونات إلى مخزون اليوبيكوينون. [ 42 ] لا تنقل هذه الإنزيمات البروتونات، وبالتالي، تختزل اليوبيكوينون دون تغيير التدرج الكهروكيميائي عبر الغشاء الداخلي. [ 43 ]

ومن الأمثلة الأخرى على سلاسل نقل الإلكترون المتشعبة، الأكسيداز البديل ، الموجود في النباتات ، وكذلك في بعض الفطريات والطلائعيات ، وربما في بعض الحيوانات. [ 44 ] [ 45 ] ينقل هذا الإنزيم الإلكترونات مباشرة من اليوبيكوينول إلى الأكسجين. [ 46 ]

تتميز مسارات نقل الإلكترون الناتجة عن هذه الأكسيدازات البديلة لـ NADH واليوبيكوينون بإنتاجية أقل من ATP مقارنةً بالمسار الكامل. ولا تزال مزايا المسار المختصر غير واضحة تمامًا. مع ذلك، يُنتَج الأكسيداز البديل استجابةً لضغوطات مثل البرد، وأنواع الأكسجين التفاعلية ، والعدوى بمسببات الأمراض، بالإضافة إلى عوامل أخرى تُثبِّط سلسلة نقل الإلكترون الكاملة. [ 47 ] [ 48 ] لذا، قد تُعزِّز المسارات البديلة مقاومة الكائن الحي للإصابة، عن طريق تقليل الإجهاد التأكسدي . [ 49 ]

تنظيم المجمعات

كان النموذج الأصلي لتنظيم معقدات سلسلة التنفس هو أنها تنتشر بحرية وبشكل مستقل في غشاء الميتوكوندريا. [ 50 ] ومع ذلك، تشير بيانات حديثة إلى أن هذه المعقدات قد تُشكّل تراكيب ذات رتبة أعلى تُسمى المعقدات الفائقة أو " الجسيمات التنفسية ". [ 51 ] في هذا النموذج، توجد المعقدات المختلفة كمجموعات منظمة من الإنزيمات المتفاعلة. [ 52 ] قد تسمح هذه الارتباطات بتوجيه الركائز بين مختلف معقدات الإنزيم، مما يزيد من معدل وكفاءة نقل الإلكترون. [ 53 ] ضمن هذه المعقدات الفائقة في الثدييات، ستكون بعض المكونات موجودة بكميات أكبر من غيرها، حيث تشير بعض البيانات إلى نسبة بين المعقدات I/II/III/IV وإنزيم ATP synthase تبلغ تقريبًا 1:1:3:7:4. [ 54 ] ومع ذلك، لم يُحسم الجدل حول فرضية المعقدات الفائقة هذه بشكل كامل، حيث لا يبدو أن بعض البيانات تتوافق مع هذا النموذج. [ 18 ] [ 55 ]

سلاسل نقل الإلكترون في بدائيات النوى

على عكس التشابه العام في بنية ووظيفة سلاسل نقل الإلكترون في حقيقيات النوى، تمتلك البكتيريا والعتائق مجموعة واسعة من إنزيمات نقل الإلكترون. وتستخدم هذه الإنزيمات مجموعة واسعة مماثلة من المواد الكيميائية كركائز. [ 56 ] وكما هو الحال في حقيقيات النوى، يستخدم نقل الإلكترون في بدائيات النوى الطاقة المنطلقة من أكسدة الركيزة لضخ الأيونات عبر الغشاء وتوليد تدرج كيميائي كهربائي. بالنسبة للبكتيريا، تُفهم عملية الفسفرة التأكسدية بتفصيل كبير في بكتيريا الإشريكية القولونية ، بينما لا تزال أنظمة العتائق غير مفهومة بشكل كافٍ في الوقت الحالي. [ 57 ]

يتمثل الاختلاف الرئيسي بين الفسفرة التأكسدية في حقيقيات النوى وبدائيات النوى في أن البكتيريا والعتائق تستخدم العديد من المواد المختلفة للتبرع بالإلكترونات أو استقبالها. وهذا ما يسمح لبدائيات النوى بالنمو في ظل ظروف بيئية متنوعة. [ 58 ] في بكتيريا الإشريكية القولونية ، على سبيل المثال، يمكن تحفيز الفسفرة التأكسدية بواسطة عدد كبير من أزواج العوامل المختزلة والمؤكسدة، والمذكورة أدناه. يقيس جهد نقطة المنتصف لمادة كيميائية مقدار الطاقة المنطلقة عند أكسدتها أو اختزالها، حيث تمتلك العوامل المختزلة جهودًا سالبة، بينما تمتلك العوامل المؤكسدة جهودًا موجبة.

الإنزيمات والركائز التنفسية في الإشريكية القولونية . [ 59 ]
إنزيم تنفسيزوج الأكسدة والاختزالإمكانية نقطة المنتصف 

(فولت)

أوكسيداز يوبيكوينولالأكسجين / الماء+0.82
مختزلة النتراتالنترات / النتريت+0.42
مختزلة النتريتالنتريت / الأمونيا+0.36
مختزلة ثنائي ميثيل سلفوكسيدDMSO / DMS+0.16
مختزلة أكسيد ثلاثي ميثيل أمين NTMAO / TMA+0.13
مختزلة الفوماراتفومارات / سكسينات+0.03
نازعة هيدروجين السكسيناتفومارات / سكسينات+0.03
نازعة هيدروجين الجلوكوزجلوكونات / جلوكوز-0.14
نازعة هيدروجين الجلسرول-3-فوسفاتDHAP / Gly-3-P-0.19
نازعة هيدروجين اللاكتاتالبيروفات / اللاكتات-0.19
نازعة هيدروجين NADHNAD + / NADH-0.32
الهيدروجينازبروتون / هيدروجين-0.42
نازعة هيدروجين الفورماتبيكربونات / فورمات-0.43
نازعة هيدروجين الأحماض الأمينية Dحمض 2-أوكسو + أمونيا / حمض أميني D؟
أوكسيداز البيروفاتأسيتات + ثاني أكسيد الكربون / بيروفات؟

كما هو موضح أعلاه، تستطيع بكتيريا الإشريكية القولونية النمو باستخدام عوامل مختزلة مثل الفورمات أو الهيدروجين أو اللاكتات كمانحات للإلكترونات، والنترات أو ثنائي ميثيل سلفوكسيد أو الأكسجين كمستقبلات. [ 58 ] كلما زاد الفرق في جهد نقطة المنتصف بين العامل المؤكسد والعامل المختزل، زادت الطاقة المنطلقة عند تفاعلهما. ومن بين هذه المركبات، يُعد زوج السكسينات/الفومارات غير عادي، إذ أن جهد نقطة المنتصف فيه قريب من الصفر. لذلك، يمكن أكسدة السكسينات إلى فومارات في حال توفر عامل مؤكسد قوي مثل الأكسجين، أو يمكن اختزال الفومارات إلى سكسينات باستخدام عامل مختزل قوي مثل الفورمات. ويتم تحفيز هذين التفاعلين البديلين بواسطة إنزيم نازع هيدروجين السكسينات وإنزيم مختزل الفومارات ، على التوالي. [ 60 ]

تستخدم بعض بدائيات النوى أزواج أكسدة-اختزال ذات فرق طفيف في جهد نقطة المنتصف. على سبيل المثال، تقوم بكتيريا النترجة ، مثل نيتروباكتر، بأكسدة النتريت إلى نترات، مانحةً الإلكترونات للأكسجين. تكفي كمية الطاقة الضئيلة المنطلقة في هذا التفاعل لضخ البروتونات وتوليد ATP، ولكنها لا تكفي لإنتاج NADH أو NADPH مباشرةً لاستخدامهما في عمليات البناء . [ 61 ] تُحل هذه المشكلة باستخدام إنزيم مؤكسد-مختزل للنتريت لإنتاج قوة دافعة بروتونية كافية لتشغيل جزء من سلسلة نقل الإلكترون في الاتجاه المعاكس، مما يؤدي إلى توليد NADH بواسطة المركب الأول. [ 62 ] [ 63 ]

تتحكم بدائيات النوى في استخدامها لهذه المانحات والمستقبلات الإلكترونية عن طريق تغيير الإنزيمات المنتجة استجابةً للظروف البيئية. [ 64 ] هذه المرونة ممكنة لأن الأكسيدازات والمختزلات المختلفة تستخدم نفس مجموعة اليوبيكوينون. وهذا يسمح للعديد من تركيبات الإنزيمات بالعمل معًا، مرتبطةً بوسيط اليوبيكوينول المشترك. [ 59 ] لذلك، تتميز سلاسل التنفس هذه بتصميم معياري ، مع مجموعات من أنظمة الإنزيمات قابلة للتبديل بسهولة.

إضافةً إلى هذا التنوع الأيضي، تمتلك بدائيات النوى أيضًا مجموعة من الإنزيمات المتماثلة  - وهي إنزيمات مختلفة تحفز التفاعل نفسه. على سبيل المثال، في بكتيريا الإشريكية القولونية ، يوجد نوعان مختلفان من إنزيم يوبيكوينول أوكسيداز يستخدمان الأكسجين كمستقبل للإلكترونات. في ظل ظروف هوائية عالية، تستخدم الخلية إنزيم أوكسيداز ذو ألفة منخفضة للأكسجين، قادر على نقل بروتونين لكل إلكترون. مع ذلك، إذا انخفضت مستويات الأكسجين، فإنها تتحول إلى إنزيم أوكسيداز ينقل بروتونًا واحدًا فقط لكل إلكترون، ولكنه يتمتع بألفة عالية للأكسجين. [ 65 ]

إنزيم ATP synthase (المعقد الخامس)

إنزيم سينثاز الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP synthase)، المعروف أيضًا باسم المركب الخامس ، هو الإنزيم الأخير في مسار الفسفرة التأكسدية. يوجد هذا الإنزيم في جميع أشكال الحياة، ويؤدي وظيفته بنفس الطريقة في كل من بدائيات النوى وحقيقيات النوى. [ 66 ] يستخدم الإنزيم الطاقة المخزنة في تدرج البروتونات عبر الغشاء لتحفيز تخليق الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) من الأدينوسين ثنائي الفوسفات (ADP) والفوسفات (Pi ) . تتراوح التقديرات لعدد البروتونات اللازمة لتخليق جزيء واحد من ATP بين ثلاثة وأربعة، [ 67 ] [ 68 ] مع وجود بعض التقديرات التي تشير إلى أن الخلايا قادرة على تغيير هذه النسبة لتناسب الظروف المختلفة. [ 69 ]

يُعد تفاعل الفسفرة هذا حالة توازن ، يمكن تغييرها بتعديل قوة دافعة البروتونات. في غياب هذه القوة، يسير تفاعل إنزيم ATP سينثاز من اليمين إلى اليسار، مُحللاً ATP ودافعاً البروتونات خارج المادة الخلوية عبر الغشاء. أما عند ارتفاع قوة دافعة البروتونات، فيُجبر التفاعل على السير في الاتجاه المعاكس؛ إذ يسير من اليسار إلى اليمين، سامحاً للبروتونات بالتدفق وفقاً لتدرج تركيزها، ومُحولاً ADP إلى ATP. [ 66 ] في الواقع، في إنزيمات H+-ATPases الفجوية ، ذات الصلة الوثيقة ، يُستخدم تفاعل التحلل المائي لتحمض الحجيرات الخلوية، عن طريق ضخ البروتونات وتحليل ATP. [ 70 ]

إنزيم ATP سينثاز عبارة عن مُركّب بروتيني ضخم ذو شكل يشبه الفطر. يحتوي مُركّب الإنزيم في الثدييات على 16 وحدة فرعية، وتبلغ كتلته حوالي 600 كيلودالتون . [ 71 ] يُطلق على الجزء المُدمج داخل الغشاء اسم F0 ، ويحتوي على حلقة من الوحدات الفرعية α وقناة البروتون. يُطلق على الساق والجزء الكروي الشكل اسم F1، وهو موقع تخليق ATP. يحتوي المُركّب الكروي الشكل في نهاية الجزء F1 على ستة بروتينات من نوعين مختلفين (ثلاث وحدات فرعية α وثلاث وحدات فرعية β)، بينما يتكون "الساق" من بروتين واحد: الوحدة الفرعية γ، حيث يمتد طرف الساق داخل كرة الوحدات الفرعية α وβ. [ 72 ] ترتبط كل من الوحدات الفرعية α وβ بالنيوكليوتيدات، ولكن الوحدات الفرعية β فقط هي التي تُحفّز تفاعل تخليق ATP. يمتد على طول جانب الجزء F 1 ويعود إلى الغشاء وحدة فرعية طويلة تشبه القضيب تعمل على تثبيت الوحدات الفرعية α و β في قاعدة الإنزيم.

عندما تعبر البروتونات الغشاء عبر القناة الموجودة في قاعدة إنزيم ATP synthase، يدور المحرك الذي يعمل بالبروتونات. [ 73 ] قد يكون سبب الدوران تغيرات في تأين الأحماض الأمينية في حلقة الوحدات الفرعية γ، مما يُحدث تفاعلات كهروستاتيكية تدفع حلقة الوحدات الفرعية γ عبر قناة البروتونات. [ 74 ] بدورها، تُحرك هذه الحلقة الدوارة دوران المحور المركزي (ساق الوحدة الفرعية γ) داخل الوحدتين الفرعيتين α وβ. يمنع الذراع الجانبي، الذي يعمل كجزء ثابت، الوحدتين الفرعيتين α وβ من الدوران . توفر حركة طرف الوحدة الفرعية γ داخل كرة الوحدتين الفرعيتين α وβ الطاقة اللازمة للمواقع النشطة في الوحدات الفرعية β للخضوع لدورة من الحركات التي تُنتج ثم تُطلق جزيئات ATP. [ 75 ]

آلية عمل إنزيم ATP synthase . يظهر ATP باللون الأحمر، وADP والفوسفات باللون الوردي، والوحدة الفرعية γ الدوارة باللون الأسود.

يُطلق على تفاعل تخليق الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) هذا آلية تغيير الارتباط ، ويتضمن دوران الموقع النشط للوحدة الفرعية β بين ثلاث حالات. [ 76 ] في الحالة "المفتوحة"، يدخل الأدينوسين ثنائي الفوسفات (ADP) والفوسفات إلى الموقع النشط (الموضح باللون البني في الرسم التخطيطي). ثم ينغلق البروتين حول الجزيئات ويرتبط بها بشكل غير محكم  - الحالة "الفضفاضة" (الموضحة باللون الأحمر). بعد ذلك، يغير الإنزيم شكله مرة أخرى ويجبر هذه الجزيئات على التقارب، حيث يرتبط الموقع النشط في الحالة "المحكمة" الناتجة (الموضحة باللون الوردي) بجزيء ATP المُنتَج حديثًا بألفة عالية جدًا . أخيرًا، يعود الموقع النشط إلى الحالة المفتوحة، مُحررًا ATP ومرتبطًا بمزيد من ADP والفوسفات، استعدادًا للدورة التالية.

في بعض أنواع البكتيريا والعتائق، يتم تحفيز تخليق الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP ) عن طريق حركة أيونات الصوديوم عبر غشاء الخلية، بدلاً من حركة البروتونات. [ 77 ] [ 78 ] تحتوي العتائق، مثل الميثانوكوكوس، على إنزيم سينثاز A1Ao ، وهو شكل من أشكال الإنزيم يحتوي على بروتينات إضافية ذات تسلسل مختلف قليلاً عن وحدات سينثاز ATP الأخرى في البكتيريا وحقيقيات النوى. من المحتمل أن يكون شكل A1Ao من الإنزيم، في بعض الأنواع، سينثاز ATP متخصصًا يعمل بالصوديوم، [ 79 ] ولكن هذا قد لا ينطبق على جميع الحالات. [ 78 ]

أنواع الأكسجين التفاعلية

يُعدّ الأكسجين الجزيئي مُستقبِلًا نهائيًا جيدًا للإلكترونات نظرًا لكونه عامل مؤكسد قوي. إلا أن اختزال الأكسجين ينطوي على مركبات وسيطة قد تكون ضارة. [ 80 ] فعلى الرغم من أن نقل أربعة إلكترونات وأربعة بروتونات يُختزل الأكسجين إلى ماء، وهو أمر غير ضار، فإن نقل إلكترون واحد أو اثنين يُنتج أنيونات فوق الأكسيد أو البيروكسيد ، وهي مركبات شديدة التفاعل.

تُعدّ أنواع الأكسجين التفاعلية هذه ونواتج تفاعلها، مثل جذر الهيدروكسيل ، ضارة جدًا بالخلايا، إذ تُؤكسد البروتينات وتُسبب طفرات في الحمض النووي . وقد يُساهم هذا التلف الخلوي في الإصابة بالأمراض ، ويُقترح كأحد أسباب الشيخوخة . [ 81 ] [ 82 ]

يُعدّ مُركّب سيتوكروم سي أوكسيداز عالي الكفاءة في اختزال الأكسجين إلى ماء، ويُطلق عددًا قليلًا جدًا من المركبات الوسيطة المُختزلة جزئيًا؛ ومع ذلك، تُنتج سلسلة نقل الإلكترون كميات ضئيلة من أنيون فوق الأكسيد وبيروكسيد الهيدروجين. [ 83 ] يُعدّ اختزال الإنزيم المساعد Q في المُركّب III ذا أهمية خاصة، حيث يتكوّن جذر اليوبيسيميكوينون الحرّ شديد التفاعل كمركب وسيط في دورة Q. يُمكن أن يُؤدّي هذا النوع غير المُستقر إلى "تسريب" الإلكترونات عندما تنتقل الإلكترونات مُباشرةً إلى الأكسجين، مُكوّنةً فوق الأكسيد. [ 84 ] نظرًا لأنّ إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية بواسطة مُركّبات ضخّ البروتونات هذه يكون في ذروته عند جهد الغشاء العالي، فقد اقتُرح أنّ الميتوكوندريا تُنظّم نشاطها للحفاظ على جهد الغشاء ضمن نطاق ضيّق يُوازن بين إنتاج ATP وتوليد المؤكسدات. [ 85 ] على سبيل المثال، يُمكن للمؤكسدات تنشيط بروتينات الفصل التي تُقلّل من جهد الغشاء. [ 86 ]

لمواجهة أنواع الأكسجين التفاعلية هذه، تحتوي الخلايا على العديد من أنظمة مضادات الأكسدة ، بما في ذلك الفيتامينات المضادة للأكسدة مثل فيتامين ج وفيتامين هـ ، والإنزيمات المضادة للأكسدة مثل ديسموتاز الفائق الأكسيد ، والكاتالاز ، والبيروكسيداز ، [ 80 ] والتي تعمل على إزالة سمية الأنواع التفاعلية، مما يحد من الضرر الذي يلحق بالخلية.

في ظروف نقص الأكسجين/انعدام الأكسجين

بما أن الأكسجين عنصر أساسي في عملية الفسفرة التأكسدية، فإن نقص مستوى الأكسجين (O2 ) قد يؤثر على معدلات إنتاج الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP). ويمكن الحفاظ على قوة دافعة البروتونات وإنتاج الأدينوسين ثلاثي الفوسفات عن طريق الحماض داخل الخلايا. [ 87 ] إذ يمكن للبروتونات السيتوبلازمية المتراكمة نتيجة تحلل الأدينوسين ثلاثي الفوسفات والحماض اللبني أن تنتشر بحرية عبر الغشاء الخارجي للميتوكوندريا، مما يؤدي إلى تحمض الفراغ بين الغشائين، وبالتالي المساهمة بشكل مباشر في قوة دافعة البروتونات وإنتاج الأدينوسين ثلاثي الفوسفات.

عند تعرض معظم الحيوانات لنقص الأكسجين، تتضرر الميتوكوندريا لديها. [ 88 ] في بعض الأنواع، قد تحدث هذه الحالات نتيجة لعوامل بيئية، مثل انخفاض المد والجزر، [ 89 ] أو انخفاض درجات الحرارة، [ 90 ] أو ظروف معيشية عامة، كالسكن في جحر تحت الأرض يفتقر للأكسجين. [ 91 ] أما في البشر، فتُعدّ هذه الحالات شائعة في حالات الطوارئ الطبية كالسكتات الدماغية ، ونقص التروية ، والاختناق .

على الرغم من ذلك، أو ربما بسببه، طورت بعض الأنواع آليات دفاعية خاصة بها ضد نقص الأكسجين، وكذلك أثناء إعادة التروية /إعادة الأكسجة. وتتنوع هذه الآليات وتختلف بين ذوات الدم الحار وذوات الدم البارد، وقد تختلف حتى على مستوى النوع الواحد.

ذوات الدم الحار

عدم تحمل نقص الأكسجين/انعدام الأكسجين

معظم الثدييات والطيور لا تتحمل نقص الأكسجين أو انعدامه. في القلب، في غياب الأكسجين، تنخفض فعالية المركبات الأربعة الأولى من سلسلة نقل الإلكترون. [ 88 ] يؤدي هذا إلى تسرب البروتونات عبر الغشاء الداخلي للميتوكوندريا لعدم قدرة المركبات الأول والثالث والرابع على دفعها عائدةً للحفاظ على تدرج تركيزها. يحدث أيضًا تسرب إلكتروني (تسرب الإلكترونات من سلسلة نقل الإلكترون) نتيجة تلف إنزيم نازع هيدروجين NADH في المركب الأول، مما يسمح بإنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS ) أثناء نقص التروية. [ 92 ] يؤدي هذا إلى انعكاس عمل المركب الخامس ، الذي يدفع البروتونات من المادة الأساسية للميتوكوندريا عائدةً إلى الغشاء الداخلي ، عكس تدرج تركيزها . يتطلب دفع البروتونات عكس تدرج تركيزها طاقة، لذا يستهلك المركب الخامس جزيئات ATP كمصدر للطاقة. [ 93 ]

إعادة أكسجة الحيوانات غير المتحملة

عند عودة الأكسجين إلى الجسم، تواجه الحيوانات مجموعة مختلفة من المشاكل. فبما أن الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) قد استُهلك خلال فترة نقص الأكسجين، فإن ذلك يؤدي إلى نقص الأدينوسين ثنائي الفوسفات (ADP) في الجسم. [ 94 ] ويعود ذلك إلى التحلل الطبيعي للأدينوسين ثنائي الفوسفات إلى أحادي الفوسفات (AMP)، مما يؤدي إلى استنزاف الأدينوسين ثنائي الفوسفات من الجسم. وبدون وجود الأدينوسين ثنائي الفوسفات في الجسم، لا يستطيع المركب الخامس (Complex V) بدء عمله، مما يعني أن البروتونات لن تتدفق عبره للدخول إلى المادة الأساسية. [ 94 ] ونظرًا لانعكاس عمل المركب الخامس أثناء نقص الأكسجين، فقد أصبح تدرج البروتونات مستقطبًا بشكل مفرط (حيث يكون تدرج البروتونات موجب الشحنة بشكل كبير). ومن العوامل الأخرى التي تساهم في هذه المشكلة تراكم السكسينات أثناء نقص الأكسجين، لذا فعند إعادة إدخال الأكسجين، يتبرع السكسينات بالإلكترونات إلى المركب الثاني (Complex II ). [ 95 ] [ 96 ] يؤدي التدرج المستقطب الفائق وتراكم السكسينات إلى نقل عكسي للإلكترونات ، مما يسبب الإجهاد التأكسدي ، [ 97 ] والذي يمكن أن يؤدي إلى تلف الخلايا والأمراض. [ 98 ]

تحمل نقص الأكسجين/انعدام الأكسجين

يُعدّ جرذ الخلد العاري ( Heterocephalus glaber ) من الأنواع المُتحمّلة لنقص الأكسجين، حيث ينام في جحور عميقة وفي مستعمرات كبيرة. يُقلّل عمق هذه الجحور من وصول الأكسجين إليها، كما أن النوم في مجموعات كبيرة يُؤدي إلى استنزاف الأكسجين في المنطقة بشكل أسرع من المعتاد، مما يُسبب نقص الأكسجين. [ 91 ] يتميّز جرذ الخلد العاري بقدرته الفريدة على البقاء على قيد الحياة في ظروف نقص الأكسجين لعدة ساعات على الأقل، وفي ظروف انعدام الأكسجين لمدة 18 دقيقة. [ 99 ] من بين طرق مُكافحة نقص الأكسجين في الدماغ تقليل الاعتماد على الأكسجين لإنتاج الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP)، وذلك من خلال خفض معدلات التنفس وتسرب البروتونات. [ 91 ]

إعادة أكسجة الحيوانات المتحملة

تتعامل الأنواع التي تتحمل نقص الأكسجين/انعدامه مع إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية أثناء إعادة الأكسجة بشكل أفضل من الأنواع التي لا تتحمله. في قشرة دماغ فئران الخلد العارية، تُظهر هذه الفئران استتبابًا أفضل لإنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية مقارنةً بالأنواع التي لا تتحمله، ويبدو أنها تفتقر إلى اندفاع أنواع الأكسجين التفاعلية الذي يصاحب عادةً إعادة الأكسجة. [ 99 ]

الكائنات الخارجية الحرارة

عدم تحمل نقص الأكسجين/انعدام الأكسجين

الأبحاث حول الكائنات الخارجية الحرارة غير المتحملة لنقص الأكسجين محدودة مقارنةً بالأبحاث حول الكائنات الخارجية الحرارة المتحملة وداخلية الحرارة غير المتحملة له، ولكن تبين أن عدم تحمل نقص الأكسجين يختلف من حيث مدة بقاء الكائنات غير المتحملة على قيد الحياة، على عكس الكائنات المتحملة بين داخليات الحرارة وخارجيات الحرارة. فبينما لا تدوم الكائنات داخلية الحرارة غير المتحملة لنقص الأكسجين سوى دقائق، يمكن أن تدوم الكائنات الخارجية الحرارة غير المتحملة لنقص الأكسجين لساعات، مثل محار الإسكالوب تحت المد ( Argopecten irradians ). [ 100 ] قد يعود هذا الاختلاف في عدم التحمل إلى عدة عوامل. إحدى المزايا هي أن الغشاء الداخلي للميتوكوندريا في الكائنات الخارجية الحرارة أقل نفاذية، وبالتالي يتسرب عدد أقل من البروتونات عبر الغشاء الداخلي نتيجةً لاختلافات في تركيب الطبقة الثنائية للفوسفوليبيدات . [ 93 ] ميزة أخرى تميل الكائنات الخارجية الحرارة إلى امتلاكها في هذه الفئة هي قدرة ميتوكوندرياها على العمل بشكل صحيح في نطاق واسع من درجات الحرارة، مثل سحلية السياج الغربية ( Sceloporus occidentalis ). على الرغم من أن سحالي السياج الغربية لا تعتبر من الحيوانات التي تتحمل نقص الأكسجين، إلا أنها أظهرت حساسية أقل لدرجة الحرارة في الميتوكوندريا لديها مقارنة بميتوكوندريا الفئران. [ 101 ]

إعادة أكسجة الحيوانات غير المتحملة

على الرغم من عدم وضوح كيفية تأثير إعادة الأكسجة على الكائنات الخارجية الحرارة غير المتحملة لنقص الأكسجين على مستوى الميتوكوندريا، إلا أن بعض الأبحاث تُظهر كيفية استجابة بعضها. ففي سمكة الراي ذات الأنف المجرف ( Aptychotrema rostrata ) الحساسة لنقص الأكسجين، تبين أن إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) يكون أقل عند إعادة الأكسجة مقارنةً بأسماك الراي التي تعرضت فقط لمستويات الأكسجين الطبيعية. [ 89 ] ويختلف هذا عن الكائنات الداخلية الحرارة الحساسة لنقص الأكسجين، والتي تشهد زيادة في إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية. ومع ذلك، كانت مستويات إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية في سمكة الراي أعلى من مستويات سمكة قرش إيبوليت ( Hemiscyllum ocellatum ) الأكثر تحملاً لنقص الأكسجين، والتي قد تتعرض لنقص الأكسجين بسبب فترات الجزر التي تُلاحظ في منصات الشعاب المرجانية. [ 89 ] أما محار الإسكالوب تحت المد والجزر، فسيشهد انخفاضًا في التنفس الأقصى وإزالة استقطاب الغشاء أثناء إعادة الأكسجة. [ 100 ]

تحمل نقص الأكسجين/انعدام الأكسجين

أظهرت الكائنات الخارجية الحرارة القادرة على تحمل نقص الأكسجين/انعدامه استراتيجيات فريدة للبقاء على قيد الحياة في ظروف انعدام الأكسجين. فسلاحف البرك، مثل السلحفاة الملونة ( Chrysemys picta bellii )، تعاني من انعدام الأكسجين خلال فصل الشتاء أثناء سباتها الشتوي في قاع البرك المتجمدة. [ 90 ] وفي ميتوكوندريا القلب، يتم منع انعكاس المركب الخامس، [ 102 ] واستهلاك الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP)، وتراكم السكسينات أثناء انعدام الأكسجين. [ 94 ] كما تقضي أسماك الكارب الصليبي ( Carassius carassius ) فصل الشتاء في البرك المتجمدة، ولا تُظهر أي فقدان في جهد غشاء ميتوكوندريا القلب أثناء انعدام الأكسجين، ولكن هذا يعتمد على نشاط المركبين الأول والثالث. [ 103 ]

إعادة أكسجة الحيوانات المتحملة

تستطيع سلاحف البرك تجنب إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية تمامًا عند إعادة الأكسجة. [ 104 ] ومع ذلك، لا تستطيع أسماك الكارب الصليبي منع موت خلايا الدماغ عند إعادة الأكسجة. [ 105 ]

المثبطات

توجد العديد من الأدوية والسموم المعروفة التي تثبط الفسفرة التأكسدية. ورغم أن أيًا من هذه السموم يثبط إنزيمًا واحدًا فقط في سلسلة نقل الإلكترون، فإن تثبيط أي خطوة في هذه العملية سيؤدي إلى توقف باقيها. على سبيل المثال، إذا ثبط الأوليغوميسين إنزيم ATP سينثاز، فلن تتمكن البروتونات من العودة إلى الميتوكوندريا. [ 106 ] ونتيجة لذلك، تعجز مضخات البروتونات عن العمل، لأن التدرج يصبح قويًا جدًا بحيث لا تستطيع التغلب عليه. وبالتالي، يتوقف تأكسد NADH، وتتوقف دورة حمض الستريك عن العمل لأن تركيز NAD + ينخفض ​​إلى ما دون التركيز الذي تستطيع هذه الإنزيمات استخدامه.

ساهمت العديد من مثبطات مواقع محددة في سلسلة نقل الإلكترون في المعرفة الحالية للتنفس الميتوكوندري. كما أن تخليق الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) يعتمد على سلسلة نقل الإلكترون، لذا فإن جميع المثبطات المحددة للموقع تثبط أيضًا تكوين ATP. يثبط سم الأسماك روتنون ، ودواء الباربيتورات أميتال ، والمضاد الحيوي بيريسيدين أ، كلاً من NADH والإنزيم المساعد Q. [ 107 ]

يُثبّط كلٌّ من أول أكسيد الكربون والسيانيد وكبريتيد الهيدروجين والأزيد إنزيم سيتوكروم أوكسيداز بفعالية. يتفاعل أول أكسيد الكربون مع الشكل المُختزل من السيتوكروم، بينما يتفاعل السيانيد والأزيد مع الشكل المؤكسد. يُعدّ المضاد الحيوي أنتيمايسين أ ، ومضاد لويسيت البريطاني (وهو ترياق يُستخدم ضد الأسلحة الكيميائية)، من أهم مُثبّطات الموقع بين السيتوكروم ب و سي1. [ 107 ]

المركباتيستخدمموقع العملالتأثير على الفسفرة التأكسدية
السيانيد، أول أكسيد الكربون،  الأزيد، كبريتيد الهيدروجينالسمومالمركب الرابعيثبط سلسلة نقل الإلكترون عن طريق الارتباط بقوة أكبر من الأكسجين بمركز الحديد والنحاس في سيتوكروم سي أوكسيداز، مما يمنع اختزال الأكسجين. [ 108 ]
أوليغوميسينمضاد حيويالمركب الخامسيثبط إنزيم ATP synthase عن طريق منع تدفق البروتونات عبر الوحدة الفرعية F o . [ 106 ]
CCCP 2,4-ثنائي نتروفينولالسموم، فقدان الوزن [ N2 ]الغشاء الداخليالأيونوفورات التي تعطل تدرج البروتونات عن طريق نقل البروتونات عبر الغشاء. يفصل هذا الأيونوفور ضخ البروتونات عن تخليق الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) لأنه ينقل البروتونات عبر الغشاء الداخلي للميتوكوندريا. [ 109 ]
الروتينونمبيد حشريالمجمع الأوليمنع انتقال الإلكترونات من المركب الأول إلى اليوبيكوينون عن طريق حجب موقع ارتباط اليوبيكوينون. [ 110 ]
مالونات وأوكسالوأسيتات​السمومالمعقد الثانيمثبطات تنافسية لإنزيم سكسينات ديهيدروجينيز (المعقد الثاني). [ 111 ]
أنتيمايسين أقتل الأسماكالمعقد الثالثيرتبط بموقع Qi الخاص بإنزيم السيتوكروم c المختزل ، وبالتالي يمنع أكسدة اليوبيكوينول .

ليست كل مثبطات الفسفرة التأكسدية سمومًا. ففي النسيج الدهني البني ، تعمل قنوات البروتون المنظمة، والتي تُسمى بروتينات الفصل، على فصل التنفس عن تخليق الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP). [ 112 ] ينتج عن هذا التنفس السريع حرارة، وهو ذو أهمية خاصة كوسيلة للحفاظ على درجة حرارة الجسم لدى الحيوانات التي تدخل في سبات شتوي ، على الرغم من أن هذه البروتينات قد يكون لها أيضًا وظيفة أكثر عمومية في استجابات الخلايا للإجهاد. [ 113 ]

تاريخ

بدأ مجال الفسفرة التأكسدية بتقرير آرثر هاردن عام 1906 الذي أشار إلى الدور الحيوي للفوسفات في التخمر الخلوي ، ولكن في البداية كان يُعتقد أن فوسفات السكريات فقط هي المسؤولة عن هذه العملية. [ 114 ] ومع ذلك، في أوائل الأربعينيات من القرن العشرين، أثبت هيرمان كالكر العلاقة بين أكسدة السكريات وإنتاج الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) بشكل قاطع ، [ 115 ] مؤكدًا بذلك الدور المحوري للأدينوسين ثلاثي الفوسفات في نقل الطاقة الذي اقترحه فريتز ألبرت ليبمان عام 1941. [ 116 ] لاحقًا، في عام 1949، أثبت موريس فريدكين وألبرت ل. لينينجر أن الإنزيم المساعد NADH يربط بين مسارات أيضية مثل دورة حمض الستريك وتخليق الأدينوسين ثلاثي الفوسفات. [ 117 ] صاغ فولوديمير بيليتسر مصطلح الفسفرة التأكسدية عام 1939. [ 118 ] [ 119 ]

لعشرين عامًا أخرى، ظلّت آلية توليد الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) غامضة، حيث سعى العلماء جاهدين للعثور على "وسيط عالي الطاقة" يربط بين تفاعلات الأكسدة والفسفرة. [ 120 ] وقد حُلّ هذا اللغز على يد بيتر د. ميتشل بنشره نظرية التناضح الكيميائي عام 1961. [ 121 ] في البداية، أثار هذا الاقتراح جدلًا واسعًا، لكنه لاقى قبولًا تدريجيًا، وحصل ميتشل على جائزة نوبل عام 1978. [ 122 ] [ 123 ] ركّزت الأبحاث اللاحقة على تنقية وتوصيف الإنزيمات المعنية، مع إسهامات بارزة من ديفيد إي. غرين في دراسة معقدات سلسلة نقل الإلكترون، وإفرايم راكر في دراسة إنزيم سينثاز الأدينوسين ثلاثي الفوسفات. [ 124 ] قدّم بول د. بوير خطوة حاسمة نحو حل آلية عمل إنزيم ATP synthase ، وذلك من خلال تطويره لآلية "تغيير الارتباط" في عام 1973، تلاه اقتراحه الجذري للتحفيز الدوراني في عام 1982. [ 76 ] [ 125 ] وشملت الأعمال الأحدث دراسات هيكلية على الإنزيمات المشاركة في الفسفرة التأكسدية أجراها جون إي. ووكر ، وحصل ووكر وبوير على جائزة نوبل في عام 1997. [ 126 ]

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. ↑ ( المملكة المتحدة /ɒkˈsɪd.ə.tɪv/ ، الولايات المتحدة /ˈɑːk.sɪˌdeɪ.tɪv/ ) : " مؤكسد " . قاموس كامبريدج . مؤرشف من الأصل في 24 يناير 2018. تم الاسترجاع في 28 أبريل 2018 .​​​​​​​​​​​
  2. استُخدم مركب 2,4-ثنائي نتروفينول (DNP) على نطاق واسع كدواء مضاد للسمنة في ثلاثينيات القرن العشرين، ولكن تم إيقاف استخدامه نهائيًا بسبب آثاره الجانبية الخطيرة. مع ذلك، لا يزال استخدامه غير المشروع لهذا الغرض مستمرًا حتى اليوم. انظر 2,4-ثنائي نتروفينول#مساعدات الحمية الغذائية لمزيد من المعلومات.

مراجع

  1. ^ فويت د، فويت جي جي (2004). الكيمياء الحيوية . طبعة وايلي الدولية ( الطبعة الثالثة). نيويورك، نيويورك: وايلي. ص. 804. ردمك   978-0-471-19350-0.
  2. ↑ ميتشل، ب.، ومويل، ج. (يناير 1967). "فرضية التناضح الكيميائي للفسفرة التأكسدية". مجلة نيتشر . 213 (5072): 137-139 . Bibcode : 1967Natur.213..137M . doi : 10.1038/213137a0 . PMID 4291593. S2CID 4149605 .  
  3. 1 2 ديمروث، ب.، كايم، ج.، ماثي، يو. (يناير 2000). "الدور الحاسم لجهد الغشاء في تخليق الأدينوسين ثلاثي الفوسفات بواسطة إنزيمات F(1)F(o) ATP synthases" . مجلة علم الأحياء التجريبي . 203 (الجزء 1): 51-59 . Bibcode : 2000JExpB.203...51D . doi : 10.1242/jeb.203.1.51 . PMID 10600673. مؤرشف من الأصل في 30 سبتمبر 2007 . 
  4. 1 2 3 4 شولتز، ب. إي.، وتشان، س. آي. (2001). "بنى واستراتيجيات ضخ البروتونات في إنزيمات التنفس الميتوكوندري" . المراجعة السنوية للفيزياء الحيوية وبنية الجزيئات الحيوية . 30 : 23-65 . doi : 10.1146/annurev.biophys.30.1.23 . PMID 11340051 . 
  5. ↑ ريتش بي آر (ديسمبر 2003). "الآلية الجزيئية لسلسلة كيلين التنفسية". معاملات الجمعية الكيميائية الحيوية . 31 (الجزء 6): 1095-1105 . doi : 10.1042/bst0311095 . PMID 14641005 . 
  6. ↑ بورتر آر كيه، براند إم دي (سبتمبر 1995). "موصلية البروتونات في الميتوكوندريا ونسبة H+/O مستقلة عن معدل نقل الإلكترون في خلايا الكبد المعزولة" . المجلة البيوكيميائية . 310 (الجزء 2): 379-382 . doi : 10.1042/bj3100379 . PMC 1135905. PMID 7654171 .  
  7. ↑ ماثيوز، ف. س. (1985). "بنية السيتوكرومات ووظيفتها وتطورها" . التقدم في الفيزياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية . 45 (1): 1-56 . doi : 10.1016/0079-6107(85)90004-5 . PMID 3881803 . 
  8. ↑ وود، ب.م. (ديسمبر 1983). "لماذا توجد السيتوكرومات من النوع ج؟" . رسائل FEBS . 164 (2): 223-226 . Bibcode : 1983FEBSL.164..223W . doi : 10.1016/0014-5793(83)80289-0 . PMID 6317447. S2CID 7685958 .  
  9. ↑ كرين ، ف. ل. (ديسمبر 2001). "الوظائف البيوكيميائية للإنزيم المساعد Q10". مجلة الكلية الأمريكية للتغذية . 20 (6): 591-598 . doi : 10.1080/07315724.2001.10719063 . PMID 11771674. S2CID 28013583 .  
  10. ↑ ميتشل، ب. (ديسمبر 1979). "مفهوم سلسلة التنفس لكيلين وعواقبه الكيميائية الأسموزية". مجلة ساينس . 206 (4423): 1148-1159 . Bibcode : 1979Sci...206.1148M . doi : 10.1126/science.388618 . PMID 388618 . 
  11. ↑ سوبال ب، بول آر كيه (أغسطس 1999). " يوبيكوينونات الميكروبية: أدوار متعددة في التنفس، وتنظيم الجينات، وإدارة الإجهاد التأكسدي" (ملف PDF) . علم الأحياء الدقيقة . 145 (8): 1817-1830 . doi : 10.1099/13500872-145-8-1817 . PMID 10463148. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 29-05-2008. 
  12. ↑ جونسون دي سي، دين دي آر، سميث إيه دي، جونسون إم كيه (2005). "بنية ووظيفة وتكوين تجمعات الحديد والكبريت البيولوجية". المراجعة السنوية للكيمياء الحيوية . 74 : 247-281 . doi : 10.1146/annurev.biochem.74.082803.133518 . PMID 15952888 . 
  13. ↑ بيج سي سي، موسر سي سي، تشين إكس، داتون بي إل (نوفمبر 1999). "مبادئ الهندسة الطبيعية لنفق الإلكترون في الأكسدة والاختزال البيولوجي". نيتشر . 402 ( 6757): 47-52 . Bibcode : 1999Natur.402...47P . doi : 10.1038/46972 . PMID 10573417. S2CID 4431405 .  
  14. ↑ ليز د، سكراتون ن.س. (ديسمبر 2004). "الدوائر الكهربائية في علم الأحياء: مبادئ ناشئة من بنية البروتين". الرأي الحالي في علم الأحياء البنيوي . 14 (6): 642-647 . doi : 10.1016/j.sbi.2004.10.002 . PMID 15582386 . 
  15. ↑ بوكسما ب، دي غراف آر إم، فان دير ستاي جي دبليو، فان ألين تا، ريكارد جي، غابالدون تي، وآخرون . (مارس 2005). “الميتوكوندريا اللاهوائية التي تنتج الهيدروجين”. طبيعة . 434 (7029): 74– 79. بيب كود : 2005Natur.434...74B . دوى : 10.1038 / طبيعة03343 . اتش دي ال : 11370/de48e914-ff0e-4707-8325-0f63ca48a67c . بميد 15744302 . S2CID 4401178 .   
  16. 1 2 3 4 5 6 7 8 خلاصة الكيمياء الطبية. بقلم أندرس أوفرجارد بيدرسن وهينينج نيلسن. جامعة آرهوس. 2008
  17. 1 2 هيرست ج (يونيو 2005). "نقل الطاقة بواسطة المركب التنفسي الأول - تقييم للمعرفة الحالية". معاملات الجمعية الكيميائية الحيوية . 33 (الجزء 3): 525-529 . doi : 10.1042/BST0330525 . PMID 15916556 . 
  18. 1 2 ليناز جي، فاتو آر، جينوفا إم إل، بيرجاميني سي، بيانكي سي، بيوندي إيه (2006). "مجمع الميتوكوندريا الأول: الجوانب الهيكلية والوظيفية" . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - الطاقة الحيوية . 1757 ( 9–10 ): 1406–1420 . دوى : 10.1016/j.bbabio.2006.05.007 . بميد 16828051 . 
  19. 1 2 سازانوف إل إيه، هينشليف بي (مارس 2006). "بنية النطاق المحب للماء للمركب التنفسي الأول من بكتيريا ثيرموس ثيرموفيلوس" . مجلة ساينس . 311 (5766): 1430-1436 . رمز Bibcode : 2006Sci...311.1430S . doi : 10.1126/science.1123809 . PMID 16469879. S2CID 1892332 .  
  20. ↑ إفريموف، ر. ج.، باراداران، ر.، سازانوف، ل. أ. (مايو 2010). "بنية المركب التنفسي الأول". مجلة نيتشر . 465 (7297): 441-445 . Bibcode : 2010Natur.465..441E . doi : 10.1038/nature09066 . PMID: 20505720. S2CID : 4372778 .  
  21. ↑ بارانوفا إي إيه، هولت بي جيه، سازانوف إل إيه (فبراير 2007). "بنية إسقاط نطاق الغشاء لمركب التنفس الأول في الإشريكية القولونية بدقة 8 أنغستروم". مجلة البيولوجيا الجزيئية . 366 (1): 140-154 . doi : 10.1016/j.jmb.2006.11.026 . PMID 17157874 . 
  22. ^ فريدريش تي، بوتشر ب (يناير 2004). "البنية الإجمالية للمجمع التنفسي الأول: نظام ليغو" . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - الطاقة الحيوية . 1608 (1): 1– 9. دوى : 10.1016/j.bbabio.2003.10.002 . بميد 14741580 . 
  23. ↑ هيرست ج (ديسمبر 2009). "نحو الآلية الجزيئية للمركب التنفسي الأول". المجلة البيوكيميائية . 425 (2): 327-339 . doi : 10.1042/BJ20091382 . PMID 20025615 . 
  24. ↑ سيتشيني، جي (2003). "وظيفة وبنية المركب الثاني من سلسلة التنفس". المراجعة السنوية للكيمياء الحيوية . 72 : 77-109 . doi : 10.1146/annurev.biochem.72.121801.161700 . PMID 14527321 . 
  25. ↑ يانكوفسكايا ف، هورسفيلد ر، تورنروث س، لونا-تشافيز س، ميوشي ه، ليجيه س، وآخرون . (يناير 2003). "بنية نازعة هيدروجين السكسينات وتوليد أنواع الأكسجين التفاعلية". مجلة ساينس . 299 (5607): 700-704 . Bibcode : 2003Sci...299..700Y . doi : 10.1126 /science.1079605 . PMID 12560550. S2CID 29222766 .   
  26. ↑ هورسفيلد ر، إيواتا س، بيرن ب (أبريل 2004). "المعقد الثاني من منظور بنيوي". مجلة علوم البروتين والببتيد الحالية . 5 (2): 107-118 . doi : 10.2174/1389203043486847 . PMID 15078221 . 
  27. ^ كيتا ك، هيراواكي إتش، مياديرا إتش، أمينو إتش، تاكيو إس (يناير 2002). "دور المركب II في التنفس اللاهوائي للميتوكوندريا الطفيلية من Ascaris suum و Plasmodium falciparum" . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - الطاقة الحيوية . 1553 ( 1– 2): 123– 139. دوى : 10.1016/S0005-2728(01)00237-7 . بميد 11803022 . 
  28. ↑ بينتر إتش جيه، موريسي جيه إم، ماثر إم دبليو، فايديا إيه بي (مارس 2007). "دور محدد لنقل الإلكترون في الميتوكوندريا في مرحلة الدم من بلازموديوم فالسيباروم". نيتشر . 446 ( 7131): 88-91 . Bibcode : 2007Natur.446...88P . doi : 10.1038/nature05572 . PMID 17330044. S2CID 4421676 .  
  29. ↑ رامزي آر آر، ستينكامب دي جيه، حسين إم (فبراير 1987). "تفاعلات بروتين الفلافوبروتين الناقل للإلكترون وبروتين الفلافوبروتين الناقل للإلكترون: مختزلة اليوبيكوينون" . المجلة البيوكيميائية . 241 (3): 883-892 . doi : 10.1042/ bj2410883 . PMC 1147643. PMID 3593226 .  
  30. ↑ تشانغ جيه، فريرمان إف إي، كيم جيه جيه (أكتوبر 2006). "بنية نازعة هيدروجين الفلافوبروتين-يوبيكوينون لنقل الإلكترون ونقل الإلكترون إلى مجمع يوبيكوينون الميتوكوندري" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 103 (44): 16212-16217 . Bibcode : 2006PNAS..10316212Z . doi : 10.1073/pnas.0604567103 . PMC 1637562. PMID 17050691 .  
  31. ↑ إيكيدا، واي.، دابروفسكي، سي.، تاناكا، ك. (يناير 1983). "فصل وخصائص خمسة أنواع متميزة من نازعات هيدروجين أسيل-CoA من ميتوكوندريا كبد الفئران. تحديد نازعة هيدروجين أسيل-CoA جديدة ذات سلسلة متفرعة 2-ميثيل" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 258 (2): 1066-1076 . doi : 10.1016/S0021-9258(18)33160-0 . PMID 6401712. مؤرشف من الأصل في 29 سبتمبر 2007 . 
  32. ↑ روزيكا، ف. ج.، وبينرت، هـ. (ديسمبر 1977). "بروتين فلافيني جديد من الحديد والكبريت في سلسلة التنفس. أحد مكونات مسار أكسدة الأحماض الدهنية بيتا" ( ملف PDF) . مجلة الكيمياء البيولوجية . 252 (23): 8440-8445 . doi : 10.1016/S0021-9258(19)75238-7 . PMID 925004. مؤرشف (ملف PDF) من النسخة الأصلية بتاريخ 27 سبتمبر 2007. 
  33. ↑ إيشيزاكي ك، لارسون تي آر، شاوير ن، فيرني إيه آر، غراهام آي إيه، ليفر سي جيه (سبتمبر 2005). "الدور الحاسم لبروتين نقل الإلكترون فلافوبروتين: يوبيكوينون أوكسيدوريدوكتاز في نبات الأرابيدوبسيس أثناء المجاعة الناجمة عن الظلام" . خلية النبات . 17 (9): 2587-2600 . Bibcode : 2005PlanC..17.2587I . doi : 10.1105/tpc.105.035162 . PMC 1197437. PMID 16055629 .  
  34. ↑ بيري إي. أ.، غيرغوفا-كوراس م.، هوانغ ل. س.، كروفتس أ. ر. (2000). "بنية ووظيفة معقدات السيتوكروم bc" ( ملف PDF) . المراجعة السنوية للكيمياء الحيوية . 69 : 1005-1075 . CiteSeerX 10.1.1.319.5709 . doi : 10.1146/annurev.biochem.69.1.1005 . PMID 10966481. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 28-12-2015.  
  35. ↑ كروفتس، أ. ر. (2004). "مركب السيتوكروم bc1: الوظيفة في سياق البنية". المراجعة السنوية لعلم وظائف الأعضاء . 66 : 689-733 . doi : 10.1146/annurev.physiol.66.032102.150251 . PMID 14977419 . 
  36. ↑ إيواتا إس، لي جيه دبليو، أوكادا كيه، لي جيه كيه، إيواتا إم، راسموسن بي، وآخرون . (يوليو 1998). "البنية الكاملة لمركب السيتوكروم bc1 الميتوكوندري البقري المكون من 11 وحدة فرعية". مجلة ساينس . 281 (5373): 64-71 . Bibcode : 1998Sci...281...64I . doi : 10.1126/science.281.5373.64 . PMID 9651245 .  
  37. ↑ ترامباور، ب. ل. (يوليو 1990). "دورة Q المحركة للبروتونات. تحويل الطاقة عن طريق اقتران انتقال البروتونات بنقل الإلكترونات بواسطة معقد السيتوكروم bc1" ( ملف PDF) . مجلة الكيمياء البيولوجية . 265 (20): 11409-11412 . doi : 10.1016/S0021-9258(19)38410-8 . PMID 2164001. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 27-09-2007. 
  38. ↑ هانت سي، بالزدوتير إتش، ترامباور بي إل (يونيو 2003). "مسارات وآليات نقل البروتونات في معقد السيتوكروم bc1" . رسائل FEBS . 545 (1): 39-46 . Bibcode : 2003FEBSL.545...39H . doi : 10.1016/S0014-5793(03)00391-0 . PMID 12788490. S2CID 13942619 .  
  39. ↑ كالهون، إم دبليو، وتوماس، جيه دبليو، وجينيس، آر بي (أغسطس 1994). "عائلة السيتوكروم أوكسيداز الفائقة لمضخات البروتونات التي تعمل بالأكسدة والاختزال". اتجاهات في العلوم البيوكيميائية . 19 (8): 325-330 . doi : 10.1016/0968-0004(94)90071-X . PMID 7940677 . 
  40. ↑ تسوكيهارا تي، أوياما إتش، ياماشيتا إي، توميزاكي تي، ياماغوتشي إتش، شينزاوا-إيتوه كيه، وآخرون (مايو 1996). "البنية الكاملة لأكسيداز السيتوكروم سي المؤكسد ذي 13 وحدة فرعية عند 2.8 أنغستروم". مجلة ساينس . 272 ​​(5265): 1136-1144 . Bibcode : 1996Sci...272.1136T . doi : 10.1126/science.272.5265.1136 . PMID 8638158. S2CID 20860573 .   
  41. ↑ يوشيكاوا إس، موراموتو ك، شينزاوا إيتوه ك، أوياما إتش، تسوكيهارا تي، شيموكاتا ك، وآخرون . (2006). "آلية ضخ البروتون لقلب البقري سيتوكروم سي أوكسيديز" . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - الطاقة الحيوية . 1757 ( 9-10 ): 1110-1116 . دوى : 10.1016/j.bbabio.2006.06.004 . بميد 16904626 .  
  42. ↑ راسموسون إيه جي، سول كيه إل، إيلثون تي إي (2004). "إنزيمات نازعة الهيدروجين البديلة لـ NAD(P)H في ميتوكوندريا النبات". المراجعة السنوية لبيولوجيا النبات . 55 : 23-39 . doi : 10.1146/annurev.arplant.55.031903.141720 . PMID 15725055 . 
  43. ↑ مينز، ر. إ.، وداي، د. أ. (سبتمبر 1996). "تنقية وتوصيف نازعة هيدروجين NADH غير حساسة للروتينون بوزن 43 كيلو دالتون من ميتوكوندريا النبات" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 271 (38): 23117-23120 . doi : 10.1074/jbc.271.38.23117 . PMID 8798503. S2CID 893754 .  
  44. ↑ ماكدونالد أ، فانليربيرغ ج (يونيو 2004). "نقل الإلكترون المتفرع في الميتوكوندريا في مملكة الحيوان: وجود أوكسيداز بديل في العديد من شعب الحيوانات" . مجلة IUBMB Life . 56 (6): 333-341 . doi : 10.1080/1521-6540400000876 . PMID 15370881 . 
  45. ↑ سلوس، ف. إي.، وجارموسكيويتش، و. (يونيو 1998). "الأكسيداز البديل في شبكة التنفس الميتوكوندرية المتفرعة: نظرة عامة على البنية والوظيفة والتنظيم والدور" . المجلة البرازيلية للبحوث الطبية والبيولوجية = Revista Brasileira de Pesquisas Medicas e Biologicas . 31 (6): 733–747 . doi : 10.1590/S0100-879X1998000600003 . PMID 9698817 . 
  46. ↑ مور، أ. ل.، وسيدو، ج. ن. (أغسطس 1991). "تنظيم وطبيعة الأكسيداز البديل المقاوم للسيانيد في ميتوكوندريا النبات". مجلة بيوشيميكا وبيوفيزيكا أكتا (BBA) - بيوينرجيتكس . 1059 (2): 121-140 . doi : 10.1016/S0005-2728(05)80197-5 . PMID 1883834 . 
  47. ↑ فانليربيرغ جي سي، ماكنتوش إل (يونيو 1997). "الأكسيداز البديل: من الجين إلى الوظيفة". المراجعة السنوية لفسيولوجيا النبات والبيولوجيا الجزيئية النباتية . 48 : 703-734 . doi : 10.1146/annurev.arplant.48.1.703 . PMID 15012279 . 
  48. ^ إيتو واي، سيشو د، ناكازونو إم، تسوتسومي إن، هيراي أ (ديسمبر 1997). "يتم زيادة مستويات النسخ من جينات الأكسيداز البديلة المرتبة جنبًا إلى جنب في الأرز بسبب انخفاض درجة الحرارة". الجين . 203 (2): 121– 129. دوى : 10.1016/S0378-1119(97)00502-7 . بميد 9426242 . 
  49. ↑ ماكسويل دي بي، وانغ واي، ماكنتوش إل (يوليو 1999). "الأكسيداز البديل يُخفّض إنتاج الأكسجين التفاعلي في الميتوكوندريا في الخلايا النباتية" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 96 (14): 8271-8276 . Bibcode : 1999PNAS...96.8271M . doi : 10.1073 / pnas.96.14.8271 . PMC 22224. PMID 10393984 .  
  50. ↑ ليناز ج (ديسمبر 2001). " تقييم نقدي لمخزون الإنزيم المساعد Q في الميتوكوندريا" . رسائل FEBS . 509 (2): 151-155 . Bibcode : 2001FEBSL.509..151L . doi : 10.1016/S0014-5793(01)03172-6 . PMID 11741580. S2CID 46138989 .  
  51. ↑ هاينماير ج، براون هـ ب، بوكيما إي ج، كوريل ر (أبريل 2007). "نموذج بنيوي للمركب الفائق لإنزيم اختزال/أكسيداز السيتوكروم سي من ميتوكوندريا الخميرة" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 282 (16): 12240-12248 . doi : 10.1074/jbc.M610545200 . hdl : 11370 / 7eb43dde-007b-4ba7-887b-bb4e29d6088b . PMID 17322303. S2CID 18123642 .  
  52. ↑ شاغر هـ، فايفر ك (أبريل 2000). " المجمعات الفائقة في سلاسل التنفس في الخميرة وميتوكوندريا الثدييات" . مجلة EMBO . 19 (8): 1777-1783 . doi : 10.1093/emboj/19.8.1777 . PMC 302020. PMID 10775262 .  
  53. ↑ شاغر، هـ. (سبتمبر 2002). "المجمعات الفائقة لسلسلة التنفس في الميتوكوندريا والبكتيريا" . مجلة بيوكيميكا وبيوفيزيكا أكتا (BBA) - بيوينرجيتكس . 1555 ( 1-3 ): 154-159 . doi : 10.1016/S0005-2728(02)00271-2 . PMID 12206908 . 
  54. ↑ شاغر هـ، فايفر ك (أكتوبر 2001). "نسبة معقدات الفسفرة التأكسدية IV في ميتوكوندريا قلب الأبقار وتكوين المعقدات الفائقة لسلسلة التنفس" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 276 (41): 37861-37867 . doi : 10.1074/jbc.M106474200 . PMID 11483615. مؤرشف من الأصل في 29 سبتمبر 2007 . 
  55. ↑ غوبت إس، وو إي إس، هوشلي إل، هوشلي إم، جاكوبسون كيه، ساورز إيه إي، وآخرون (مايو 1984). "العلاقة بين الانتشار الجانبي، وتواتر التصادم، وانتقال الإلكترون لمكونات الأكسدة والاختزال في الغشاء الداخلي للميتوكوندريا" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 81 (9): 2606-2610 . Bibcode : 1984PNAS...81.2606G . doi : 10.1073/pnas.81.9.2606 . PMC 345118. PMID 6326133 .   
  56. ↑ نيلسون، ك. هـ. (يناير 1999). "علم الأحياء الدقيقة ما بعد عصر الفايكنج: مناهج جديدة، بيانات جديدة، رؤى جديدة". أصول الحياة وتطور المحيط الحيوي . 29 (1): 73-93 . Bibcode : 1999OLEB...29...73N . doi : 10.1023/A:1006515817767 . PMID 11536899. S2CID 12289639 .  
  57. ↑ شيفر، جي.، إنجلهارد ، إم.، مولر، في. (سبتمبر 1999). "الطاقة الحيوية للأركيا" . مراجعات علم الأحياء الدقيقة والبيولوجيا الجزيئية . 63 (3): 570-620 . doi : 10.1128/MMBR.63.3.570-620.1999 . PMC 103747. PMID 10477309 .  
  58. 1 2 إنجليدو دبليو جيه، بول آر كيه (سبتمبر 1984). " سلاسل التنفس في الإشريكية القولونية" . مراجعات علم الأحياء الدقيقة . 48 (3): 222-271 . doi : 10.1128/mmbr.48.3.222-271.1984 . PMC 373010. PMID 6387427 .  
  59. 1 2 أوندن جي، بونغيرتس جيه (يوليو 1997). "مسارات تنفسية بديلة في الإشريكية القولونية: الطاقة والتنظيم النسخي استجابةً لمستقبلات الإلكترون" . بيوشيميكا إت بيوفيزيكا أكتا (BBA) - بيوينرجيتكس . 1320 (3): 217-234 . doi : 10.1016/S0005-2728(97)00034-0 . PMID 9230919 . 
  60. ↑ سيتشيني جي، شرودر آي، غونسالوس آر بي، ماكلاشينا إي (يناير 2002). "نازعة هيدروجين السكسينات ومختزلة الفومارات من الإشريكية القولونية" . بيوشيميكا إت بيوفيزيكا أكتا (BBA) - بيوإنرجيتكس . 1553 ( 1-2 ): 140-157 . doi : 10.1016/S0005-2728(01)00238-9 . PMID 11803023 . 
  61. ↑ فرايتاغ أ، بوك إي (1990). "حفظ الطاقة في بكتيريا نيتروباكتر" . رسائل علم الأحياء الدقيقة FEMS . 66 ( 1-3 ): 157-162 . doi : 10.1111/j.1574-6968.1990.tb03989.x .
  62. ↑ ستاركينبورغ إس آر، تشين بي إس، سايافيدرا-سوتو إل إيه، هاوزر إل، لاند إم إل، لاريمر إف دبليو، وآخرون . (مارس 2006). "تسلسل الجينوم لبكتيريا نيتروباكتر وينوغرادسكي Nb-255، وهي بكتيريا كيميائية التغذية ذاتية التغذية مؤكسدة للنتريت" . علم الأحياء الدقيقة التطبيقي والبيئي . 72 (3): 2050-2063 . Bibcode : 2006ApEnM..72.2050S . doi : 10.1128/AEM.72.3.2050-2063.2006 . PMC 1393235. PMID 16517654 .   
  63. ↑ ياماناكا تي، فوكوموري واي (ديسمبر 1988). "نظام أكسدة النتريت في بكتيريا نيتروباكتر وينوغرادسكي" . مجلة FEMS لاستعراضات علم الأحياء الدقيقة . 54 (4): 259-270 . doi : 10.1111/j.1574-6968.1988.tb02746.x . PMID 2856189 . 
  64. ↑ إيوتشي إس، لين إي سي (يوليو 1993). " تكيف الإشريكية القولونية مع بيئات الأكسدة والاختزال عن طريق التعبير الجيني". علم الأحياء الدقيقة الجزيئي . 9 (1): 9-15 . doi : 10.1111/j.1365-2958.1993.tb01664.x . PMID 8412675. S2CID 39165641 .  
  65. ↑ كالهون، إم دبليو، أودين، كيه إل، جينيس، آر بي، دي ماتوس، إم جيه، نايسل، أو إم (مايو 1993). " الكفاءة الطاقية لبكتيريا الإشريكية القولونية: تأثير الطفرات في مكونات سلسلة التنفس الهوائي" ( ملف PDF) . مجلة علم البكتيريا . 175 (10): 3020-3025 . doi : 10.1128/jb.175.10.3020-3025.1993 . PMC 204621. PMID 8491720. مؤرشف (ملف PDF) من النسخة الأصلية بتاريخ 27-09-2007.  
  66. 1 2 بوير، ب. د. (1997). "إنزيم سينثاز الأدينوسين ثلاثي الفوسفات - آلة جزيئية رائعة". المراجعة السنوية للكيمياء الحيوية . 66 : 717-749 . doi : 10.1146/annurev.biochem.66.1.717 . PMID 9242922 . 
  67. ↑ فان والرافين إتش إس، ستروتمان إتش، شوارتز أو، رومبيرغ بي (فبراير 1996). "نسبة اقتران H+/ATP لإنزيم ATP synthase من البلاستيدات الخضراء المُعدّلة بالثيول وسلالتين من البكتيريا الزرقاء هي أربعة". رسائل FEBS . 379 (3): 309-313 . Bibcode : 1996FEBSL.379..309V . doi : 10.1016/0014-5793(95)01536-1 . PMID 8603713. S2CID 35989618 .  
  68. ↑ يوشيدا م، مونيوكي إي، هيسابوري ت (سبتمبر 2001). "إنزيم ATP سينثاز - محرك دوار رائع في الخلية". مجلة نيتشر ريفيوز. بيولوجيا الخلية الجزيئية . 2 (9): 669-677 . doi : 10.1038/35089509 . PMID 11533724. S2CID 3926411 .  
  69. ↑ شيميدت، ر. أ.، كو، ج.، ويليامز، ج. ر.، بروسيلو، و. س. (يونيو 1998). "تأثير مصدر الكربون على التعبير عن جينات F0 وعلى نسبة الوحدة الفرعية c في إنزيم F1F0 ATPase في بكتيريا الإشريكية القولونية" . مجلة علم البكتيريا . 180 (12): 3205-3208 . doi : 10.1128/jb.180.12.3205-3208.1998 . PMC 107823. PMID 9620972 .  
  70. ↑ نيلسون ن، بيرزوف ن، كوهين أ، حجاي ك، بادلر ف، نيلسون هـ (يناير 2000). "البيولوجيا الخلوية لتوليد قوة دافعة البروتون بواسطة V-ATPases" . مجلة البيولوجيا التجريبية . 203 (الجزء 1): 89-95 . Bibcode : 2000JExpB.203...89N . doi : 10.1242/jeb.203.1.89 . PMID 10600677. مؤرشف من الأصل في 30 سبتمبر 2007 . 
  71. ↑ روبنشتاين، جيه إل، ووكر، جيه إي، وهندرسون، آر (ديسمبر 2003). "بنية إنزيم ATP سينثاز الميتوكوندري باستخدام المجهر الإلكتروني التبريدي" . مجلة EMBO . 22 (23): 6182-6192 . doi : 10.1093/emboj/cdg608 . PMC 291849. PMID 14633978 .  
  72. ↑ ليزلي إيه جي، ووكر جيه إي (أبريل 2000). "النموذج البنيوي لإنزيم F1-ATPase وآثاره على التحفيز الدوراني" . المعاملات الفلسفية للجمعية الملكية في لندن. السلسلة ب، العلوم البيولوجية . 355 (1396): 465-471 . doi : 10.1098/rstb.2000.0588 . PMC 1692760. PMID 10836500 .  
  73. ↑ نوجي هـ، يوشيدا م (يناير 2001). "الآلة الدوارة في الخلية، إنزيم ATP سينثاز" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 276 (3): 1665-1668 . doi : 10.1074/jbc.R000021200 . PMID 11080505. S2CID 30953216 .  
  74. ↑ كابالدي، ر. أ.، وأجيلر، ر. (مارس 2002). "آلية عمل إنزيم ATP سينثاز من النوع F(1)F(0)، وهو محرك دوار بيولوجي". اتجاهات في العلوم البيوكيميائية . 27 (3): 154-160 . doi : 10.1016/S0968-0004(01)02051-5 . PMID 11893513 . 
  75. ↑ ديمروث، ب.، فون بالموس، س.، ماير، ت. (مارس 2006). "الدورات التحفيزية والميكانيكية في إنزيمات F-ATP سينثاز. الجزء الرابع من سلسلة مراجعة الدورات" . تقارير EMBO . 7 (3): 276-282 . doi : 10.1038/sj.embor.7400646 . PMC 1456893. PMID 16607397 .  
  76. 1 2 غريسر إم جيه، مايرز جيه إيه، بوير بي دي (أكتوبر 1982). "التعاونية في الموقع التحفيزي لإنزيم أدينوسين ثلاثي الفوسفات F1 الميتوكوندري في قلب البقر. ارتباطات السرعة الابتدائية، والوسيط المرتبط، وقياسات تبادل الأكسجين مع نموذج المواقع الثلاثة المتناوبة" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 257 (20): 12030-12038 . doi : 10.1016/S0021-9258(18)33672-X . PMID 6214554. مؤرشف من الأصل في 29 سبتمبر 2007 . 
  77. ↑ ديمروث ، ب. (1994). "طاقة اقتران أيون الصوديوم البكتيري". أنطوني فان ليفينهوك . 65 (4): 381-395 . doi : 10.1007/BF00872221 . PMID 7832594. S2CID 23763996 .  
  78. 1 2 بيشر ب، مولر ف (مايو 1994). "يحفز دلتا ميو صوديوم (ΔμNa+) تخليق الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) عبر إنزيم F1F0-ATP سينثاز ناقل دلتا ميو صوديوم (ΔμNa+) في حويصلات غشائية من الأركيا ميثانوسارسينا مازي غو1" . مجلة علم البكتيريا . 176 (9): 2543-2550 . doi : 10.1128/jb.176.9.2543-2550.1994 . PMC 205391. PMID 8169202 .  
  79. ↑ مولر، ف. (فبراير 2004). "تنوع استثنائي في محرك إنزيمات ATPases A1A0 في العتائق: من دوارات متعددة الوحدات إلى دوارات أحادية الوحدة تضم 6-13 موقعًا لربط الأيونات". مجلة الطاقة الحيوية والأغشية الحيوية . 36 (1): 115-125 . doi : 10.1023/B:JOBB.0000019603.68282.04 . PMID 15168615. S2CID 24887884 .  
  80. 1 2 ديفيز كيه جيه (1995). "الإجهاد التأكسدي: مفارقة الحياة الهوائية". ندوة الجمعية الكيميائية الحيوية . 61 : 1-31 . doi : 10.1042/bss0610001 . PMID 8660387 . 
  81. ↑ راتان ، إس. آي. (ديسمبر 2006). "نظريات الشيخوخة البيولوجية: الجينات والبروتينات والجذور الحرة" (ملف PDF) . مجلة أبحاث الجذور الحرة . 40 (12): 1230-1238 . CiteSeerX 10.1.1.476.9259 . doi : 10.1080/10715760600911303 . PMID 17090411. S2CID 11125090. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 14 يونيو 2014. تاريخ الاسترجاع: 27 أكتوبر 2017 .   
  82. ↑ فالكو م، ليبفريتز د، مونكول ج، كرونين م ت، مازور م، تيلسر ج (2007). "الجذور الحرة ومضادات الأكسدة في الوظائف الفسيولوجية الطبيعية والأمراض البشرية". المجلة الدولية للكيمياء الحيوية وبيولوجيا الخلية . 39 (1): 44-84 . doi : 10.1016/j.biocel.2006.07.001 . PMID 16978905 . 
  83. ↑ راها س، روبنسون ب.هـ (أكتوبر 2000). "الميتوكوندريا، الجذور الحرة للأكسجين، المرض والشيخوخة". اتجاهات في العلوم البيوكيميائية . 25 (10): 502-508 . doi : 10.1016/S0968-0004(00)01674-1 . PMID 11050436 . 
  84. ↑ فينكل تي، هولبروك إن جيه (نوفمبر 2000). "المؤكسدات، الإجهاد التأكسدي ، وبيولوجيا الشيخوخة". مجلة نيتشر . 408 (6809): 239-247 . Bibcode : 2000Natur.408..239F . doi : 10.1038/35041687 . PMID 11089981. S2CID 2502238 .  
  85. ↑ كادنباخ ب، رمضان ر، وين ل، فوغت س (مارس 2010). "توسيع جديد لنظرية ميتشل للفسفرة التأكسدية في ميتوكوندريا الكائنات الحية". بيوشيميكا إت بيوفيزيكا أكتا (BBA) - مواضيع عامة . 1800 (3): 205-212 . doi : 10.1016/j.bbagen.2009.04.019 . PMID 19409964 . 
  86. ↑ إيكتاي كيه إس، روسيل دي، سانت بيير جيه، جيكابسونز إم بي، كاديناس إس، ستيوارت جيه إيه، وآخرون . (يناير 2002). "ينشط الأكسيد الفائق بروتينات فصل الميتوكوندريا". نيتشر . 415 (6867): 96-99 . Bibcode : 2002Natur.415...96E . doi : 10.1038 / 415096a . PMID 11780125. S2CID 4349744 .   
  87. ↑ ديفو جيه بي، هيدجز سي بي، بيرش إن، هربرت إن، رينشو جي إم، هيكي إيه جيه (يناير 2019). "يحافظ الحماض على وظيفة ميتوكوندريا الدماغ في أسماك التريبلفين المقاومة لنقص الأكسجين: استراتيجية للبقاء على قيد الحياة في ظل التعرض الحاد لنقص الأكسجين؟" . مجلة فرونتيرز إن فيزيولوجي . 9 : 1941. doi : 10.3389/fphys.2018.01941 . PMC 6346031. PMID 30713504 .  
  88. 1 2 ليسنيفسكي إي جيه، تشين كيو، تاندلر بي، هوبل سي إل (يناير 2017). "خلل الميتوكوندريا ونقص تروية عضلة القلب وإعادة التروية: الآثار المترتبة على العلاجات الجديدة" . المراجعة السنوية لعلم الأدوية والسموم . 57 : 535-565 . doi : 10.1146/annurev-pharmtox-010715-103335 . PMC 11060135. PMID 27860548 .  
  89. 1 2 3 هيكي إيه جيه، رينشو جي إم، سبيرز-روش بي، ريتشاردز جي جي، وانغ واي، فاريل إيه بي، وآخرون . (يناير 2012). "نهج جذري للتغلب على نقص الأكسجين: انخفاض إطلاق الجذور الحرة من ألياف قلب سمكة قرش إيبوليت (Hemiscyllum ocellatum) المقاومة لنقص الأكسجين". مجلة علم وظائف الأعضاء المقارن ب . 182 (1): 91-100 . doi : 10.1007/s00360-011-0599-6 . PMID 21748398 .  
  90. 1 2 هاوريش بي جيه، ميركا إيه إم، باك إل تي (2022). "مراجعة: تاريخ ومنظور الميتوكوندريا في سياق تحمل نقص الأكسجين". الكيمياء الحيوية المقارنة وعلم وظائف الأعضاء. الجزء ب، الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية . 260 110733. doi : 10.1016/j.cbpb.2022.110733 . PMID 35288242 . 
  91. بامينتر ، إم إي، لاو، جي واي، ريتشاردز، جي جي، ميلسوم، دبليو كيه (فبراير 2018). " انخفاض تدفق نظام نقل الإلكترون وتسرب أيونات الهيدروجين في ميتوكوندريا دماغ جرذ الخلد العاري أثناء نقص الأكسجة الحاد". مجلة علم الأحياء التجريبي . 221 (الجزء 4): jeb171397. doi : 10.1242/jeb.171397 . PMID 29361591 . 
  92. ↑ تشين كيو، كامارا إيه كيه، ستو دي إف، هوبل سي إل، ليسنيفسكي إي جيه (يناير 2007). "تعديل نقل الإلكترون يحمي الميتوكوندريا القلبية ويقلل من إصابة عضلة القلب أثناء نقص التروية وإعادة التروية". المجلة الأمريكية لعلم وظائف الأعضاء. علم وظائف الخلايا . 292 (1): C137– C147. doi : 10.1152/ajpcell.00270.2006 . PMID 16971498 . 
  93. 1 2 سانت بيير جيه، براند إم دي، بوتيلير آر جي (يوليو 2000). "الميتوكوندريا كمستهلكات للأدينوسين ثلاثي الفوسفات: خيانة خلوية في حالة نقص الأكسجين" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 97 (15): 8670-8674 . Bibcode : 2000PNAS...97.8670S . doi : 10.1073/pnas.140093597 . PMC 27006. PMID 10890886 .  
  94. 1 2 3 Bundgaard A, James AM, Gruszczyk AV, Martin J, Murphy MP, Fago A (فبراير 2019). "التكيفات الأيضية أثناء نقص الأكسجين الشديد في قلب السلحفاة وآثارها على إصابة نقص التروية وضخ الدم" . التقارير العلمية . 9 (1): 2850. بيب كود : 2019NatSR...9.2850B . دوى : 10.1038/s41598-019-39836-5 . بمك 6391391 . بميد 30808950 .  
  95. ↑ بوندغارد أ، بوروفيتش ب ج، لاو ج ي (مارس 2024). "هل أنواع الأكسجين التفاعلية ضارة دائمًا؟ دروس مستفادة من الكائنات الخارجية الحرارة في ظروف نقص الأكسجين". مجلة علم الأحياء التجريبي . 227 (6): jeb246549. Bibcode : 2024JExpB.227B6549B . doi : 10.1242/jeb.246549 . PMID 38533673 . 
  96. ↑ شوشاني إي تي، بيل في آر، غاود إي، أكسينتييفيتش دي، سوندير إس واي، روب إي إل، وآخرون . (نوفمبر 2014). "تراكم السكسينات في حالة نقص التروية يتحكم في إصابة إعادة التروية من خلال أنواع الأكسجين التفاعلية في الميتوكوندريا" . نيتشر . 515 ( 7527): 431-435 . Bibcode : 2014Natur.515..431C . doi : 10.1038/nature13909 . PMC 4255242. PMID 25383517 .   
  97. ↑ مورفي ، إم بي (يناير 2009). "كيف تُنتج الميتوكوندريا أنواع الأكسجين التفاعلية" . المجلة البيوكيميائية . 417 (1): 1-13 . doi : 10.1042/BJ20081386 . PMC 2605959. PMID 19061483 .  
  98. ↑ بوليسيتي إس، جايمس إي إيه (مارس 2013). " الميتوكوندريا وأنواع الأكسجين التفاعلية: علم وظائف الأعضاء وعلم الأمراض" . المجلة الدولية للعلوم الجزيئية . 14 (3): 6306-6344 . doi : 10.3390/ijms14036306 . PMC 3634422. PMID 23528859 .  
  99. 1 2 إيتون إل، وانغ تي، روي إم، بامينتر إم إي (2023). "قشرة دماغ جرذ الخلد العاري تحافظ على توازن أنواع الأكسجين التفاعلية أثناء نقص الأكسجة أو نقص التروية وإعادة التروية في المختبر " . علم الأدوية العصبية الحالي . 21 (6): 1450-1461 . doi : 10.2174/1570159X20666220327220929 . PMC 10324332. PMID 35339183 .  
  100. إيفانينا أ.ف. ، نيسميلوفا إ.، ليمي ل.، سوكولوف إ.ب.، سوكولوفا إ.م. (يونيو 2016). "نقص الأكسجين المتقطع يؤدي إلى إعادة تنظيم وظيفي للميتوكوندريا ويؤثر على الطاقة الحيوية الخلوية في الرخويات البحرية". مجلة علم الأحياء التجريبي . 219 (الجزء 11): 1659-1674 . Bibcode : 2016JExpB.219.1659I . doi : 10.1242/jeb.134700 . PMID 27252455 . 
  101. ↑ بيرنر، ن. ج. (سبتمبر 1999). "استهلاك الأكسجين بواسطة الميتوكوندريا من ذوات الدم الحار وذوات الدم البارد". الكيمياء الحيوية المقارنة وعلم وظائف الأعضاء. الجزء ب، الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية . 124 (1): 25-31 . doi : 10.1016/S0305-0491(99)00093-0 . PMID 10582317 . 
  102. ↑ غالي جي إل، لاو جي واي، ريتشاردز جي جي (سبتمبر 2013). "التغلب على الأكسجين: التعرض المزمن لنقص الأكسجين يقلل من نشاط إنزيم F1FO-ATPase الميتوكوندري في قلب السلحفاة (Trachemys scripta)" . مجلة علم الأحياء التجريبي . 216 (الجزء 17): 3283-3293 . Bibcode : 2013JExpB.216.3283G . doi : 10.1242/jeb.087155 . PMC 4074260. PMID 23926310 .  
  103. ↑ سكوت إم إيه، فاغيرنيس سي إي، نيلسون جي إي، ستينسلوكين كي أو (أكتوبر 2024). "الحفاظ على سلامة الميتوكوندريا في غياب الأكسجين لدى سمك الكارب الصليبي المقاوم لنقص الأكسجين" . مجلة علم الأحياء التجريبي . 227 (20): jeb247409. Bibcode : 2024JExpB.227B7409S . doi : 10.1242/jeb.247409 . PMC 11418198. PMID 38779846 .  
  104. ↑ بوندغارد أ، غروسزيك أ.ف، براغ هـ.أ، ويليامز س، ماكنتاير أ، روهر إ.م، وآخرون . (مايو 2023). "انخفاض إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية في الميتوكوندريا بعد نقص الأكسجين وإعادة الأكسجة في قلوب السلاحف" . مجلة علم الأحياء التجريبي . 226 (9 ) : jeb245516. Bibcode : 2023JExpB.226B5516B . doi : 10.1242/jeb.245516 . PMC 10184768. PMID 37066839 .   
  105. ↑ بوندغارد أ، روهر إم، فاغو أ، غالي جي إل (أبريل 2020). "التكيفات الأيضية لنقص الأكسجين وإعادة الأكسجة: دروس جديدة من سلاحف المياه العذبة وسمك الكارب الصليبي" . الرأي الحالي في أبحاث الغدد الصماء والأيض . 11 : 55-64 . doi : 10.1016/j.coemr.2020.01.002 .
  106. 1 2 جوشي إس، هوانغ واي جي (أغسطس 1991). "مركب إنزيم ATP سينثاز من ميتوكوندريا قلب البقر: البروتين المُعطي لحساسية الأوليغوميسين ضروري لإنزيم ATPase الحساس لثنائي سيكلوهكسيل كاربودي إيميد". مجلة بيوشيميكا وبيوفيزيكا أكتا (BBA) - الأغشية الحيوية . 1067 (2): 255-258 . doi : 10.1016/0005-2736(91)90051-9 . PMID 1831660 . 
  107. 1 2 ساتيانارايانا يو (2002). الكيمياء الحيوية ( الطبعة الثانية). كولكاتا، الهند: الكتب والحلفاء. رقم ISBN  81-87134-80-1. OCLC 71209231 . 
  108. ↑ تسوباكي م (يناير 1993). "دراسة باستخدام مطيافية الأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه لارتباط السيانيد بالموقع ثنائي النواة Fea3-CuB في سيتوكروم سي أوكسيداز قلب البقر: دلالة على التغير التكويني المرتبط بالأكسدة والاختزال في الموقع ثنائي النواة". الكيمياء الحيوية . 32 (1): 164-173 . doi : 10.1021/bi00052a022 . PMID 8380331 . 
  109. ↑ هيتلر، بي جي (1979). "عوامل فصل الفسفرة التأكسدية". في: سيدني فليشر، ليستر باكر (محرران). الأغشية الحيوية، الجزء F: الطاقة الحيوية: الفسفرة التأكسدية . طرق في علم الإنزيمات. المجلد 55. الصفحات 462-472 . doi : 10.1016/0076-6879(79)55060-5 . ISBN   978-0-12-181955-2PMID 156853​​ 
  110. ↑ لامبرت إيه جيه، براند إم دي (سبتمبر 2004). "مثبطات موقع ارتباط الكينون تسمح بإنتاج سريع للأكسيد الفائق من نازعة هيدروجين NADH: يوبيكوينون الميتوكوندرية (المعقد الأول)" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 279 (38): 39414-39420 . doi : 10.1074/jbc.M406576200 . PMID 15262965. S2CID 26620903 .  
  111. ↑ ديرفارتانيان د.ف.، فيجر س. (نوفمبر 1964). "دراسات حول نازعة هيدروجين السكسينات. 1. الخصائص الطيفية للإنزيم المنقى وتكوين معقدات الإنزيم-المثبط التنافسي". مجلة بيوكيميكا إت بيوفيزيكا أكتا (BBA) - القسم المتخصص في المواضيع الإنزيمية . 92 (2): 233-247 . doi : 10.1016/0926-6569(64)90182-8 . PMID 14249115 . 
  112. ↑ ريكييه د، بويو ف (يناير 2000). "نظائر بروتين الفصل: UCP1، UCP2، UCP3، StUCP وAtUCP" . المجلة البيوكيميائية . 345 (الجزء 2): 161-179 . doi : 10.1042/0264-6021:3450161 . PMC 1220743. PMID 10620491 .  
  113. ↑ بوريكي ج، فيرسيسي أ.إي (2005). "بروتين الميتوكوندريا غير المقترن في النبات والأكسيداز البديل: استقلاب الطاقة والإجهاد". تقارير العلوم البيولوجية . 25 ( 3-4 ): 271-286 . doi : 10.1007/s10540-005-2889-2 . PMID 16283557. S2CID 18598358 .  
  114. ↑ هاردن أ، يونغ دبليو جيه (1906). "التخمر الكحولي لعصير الخميرة" . وقائع الجمعية الملكية . ب (77): 405-20 . doi : 10.1098/rspb.1906.0029 .
  115. ↑ كالكر ، إتش إم (نوفمبر 1974). "أصول مفهوم الفسفرة التأكسدية". الكيمياء الحيوية الجزيئية والخلوية . 5 ( 1-2 ): 55-63 . doi : 10.1007/BF01874172 . PMID 4279328. S2CID 26999163 .  
  116. ↑ ليبمان، ف. (1941). "التوليد الأيضي واستخدام طاقة رابطة الفوسفات". مجلة علم الإنزيمات المتقدمة . 1 : 99-162 . doi : 10.4159/harvard.9780674366701.c141 . ISBN 978-0-674-36670-1.{{cite journal}}عدم توافق رقم ISBN / التاريخ ( مساعدة )
  117. ↑ فريدكين م، لينينجر أ.ل. (أبريل 1949). "أسترة الفوسفات غير العضوي المقترنة بنقل الإلكترون بين نيوكليوتيد ثنائي هيدرو ثنائي فوسفوبيريدين والأكسجين" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 178 (2): 611-644 . doi : 10.1016/S0021-9258(18)56879-4 . PMID 18116985. مؤرشف من الأصل في 16 ديسمبر 2008 . 
  118. ↑ كالكر، إتش إم (1991). "خمسون عامًا من البحث البيولوجي - من الفسفرة التأكسدية إلى تنظيم النقل الذي يتطلب الطاقة" . المراجعة السنوية للكيمياء الحيوية . 60 : 1-37 . doi : 10.1146/annurev.bi.60.070191.000245 . PMID 1883194 . 
  119. ↑ بيليتسر ف.أ، تسيباكوفا إ.ت (1939). "حول آلية الفسفرة المقترنة بالتنفس". بيوكيميا . 4 : 516-534 .
  120. ↑ سلاتر، إي سي (نوفمبر 1953). "آلية الفسفرة في سلسلة التنفس". مجلة نيتشر . 172 (4387): 975-978 . Bibcode : 1953Natur.172..975S . doi : 10.1038/172975a0 . PMID: 13111237. S2CID : 4153659 .  
  121. ↑ ميتشل، ب. (يوليو 1961). "اقتران الفسفرة بنقل الإلكترون والهيدروجين بآلية كيميائية أسموزية". مجلة نيتشر . 191 (4784): 144-148 . Bibcode : 1961Natur.191..144M . doi : 10.1038/191144a0 . PMID: 13771349. S2CID : 1784050 .  
  122. ↑ ساير الابن إم إتش. بيتر ميتشل والقوة الحيوية . OCLC 55202414 . 
  123. ↑ ميتشل، ب. (1978). "مفهوم سلسلة التنفس لديفيد كيلين وعواقبه الكيميائية الأسموزية" (ملف PDF) . محاضرة نوبل . مؤسسة نوبل. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 27-09-2007 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21-07-2007 .
  124. ↑ بولمان، م. إي.، بينيفسكي، هـ. س.، داتا، أ.، راكر، إي. (نوفمبر 1960). " الفصل الجزئي للإنزيمات المحفزة للفسفرة التأكسدية. 1. تنقية وخصائص أدينوسين ثلاثي الفوسفاتاز القابل للذوبان والمحفز بثنائي نيتروفينول" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 235 (11): 3322-3329 . doi : 10.1016/S0021-9258(20)81361-1 . PMID 13738472. مؤرشف من الأصل في 29 سبتمبر 2007. 
  125. ↑ بوير، ب. د.، كروس، ر. ل.، مومسن، و. (أكتوبر 1973). " مفهوم جديد لربط الطاقة في الفسفرة التأكسدية قائم على تفسير جزيئي لتفاعلات تبادل الأكسجين" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 70 (10): 2837-2839 . Bibcode : 1973PNAS...70.2837B . doi : 10.1073/pnas.70.10.2837 . PMC 427120. PMID 4517936 .  
  126. ↑ «جائزة نوبل في الكيمياء لعام 1997» . مؤسسة نوبل. مؤرشف من الأصل بتاريخ 25 مارس 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 يوليو 2007 .

للمزيد من القراءة

استهلالي

  • نيلسون دي إل، كوكس إم إم (2004). مبادئ لينينجر في الكيمياء الحيوية (  الطبعة الرابعة). دبليو إتش فريمان. رقم ISBN 0-7167-4339-6.
  • شنايدر إي دي، ساجان دي (2006). في عالم البرودة: تدفق الطاقة، الديناميكا الحرارية والحياة (الطبعة الأولى  ). مطبعة جامعة شيكاغو. رقم ISBN 0-226-73937-6.
  • لين، ن. (2006). السلطة، الجنس، الانتحار: الميتوكوندريا ومعنى الحياة (  الطبعة الأولى). مطبعة جامعة أكسفورد، الولايات المتحدة الأمريكية. ISBN 0-19-920564-7.

متقدم

  • نيكولز دي جي، فيرغسون إس جيه (2002). علم الطاقة الحيوية 3 (  الطبعة الأولى). دار النشر الأكاديمية. رقم ISBN 0-12-518121-3.
  • هايني د (2001). الديناميكا الحرارية البيولوجية (  الطبعة الأولى). مطبعة جامعة كامبريدج. ISBN 0-521-79549-4.
  • راجان إس إس (2003). مقدمة في علم الطاقة الحيوية (  الطبعة الأولى). أنمول. رقم ISBN 81-261-1364-2.
  • ويكستروم م، محرر (2005). الجوانب الفيزيائية الحيوية والبنيوية للطاقة الحيوية (  الطبعة الأولى). الجمعية الملكية للكيمياء. ISBN 0-85404-346-2.

الموارد العامة

الموارد الهيكلية