Разобщающий агент
Cтраница 2
Эта схема была разработана на основе двух видов данных: 1) митохондрии, обладающие системами с прочным сопряжением, осуществляют перенос водорода только в присутствии АДФ и фосфата; 2) перенос водорода и фосфорилирование могут быть разобщены при действии разобщающего агента, например ди нитрофенол а. Митохондрии, к которым добавлен динитрофенол, осуществляют дыхание в отсутствие АДФ и фосфата. [16]
В присутствии разобщающего агента интенсивность транспорта электронов, необходимого для удовлетворения потребности в АТР, уменьшается, причем с ростом концентрации агента уменьшение становится более резким и отношение Р / О стремится к нулю, б) Отношение Р / О уменьшается, в) В присутствии разобщающего агента требуются более высокие скорости окисления клеточного топлива. Если отношение Р / О становится слишком ма-лым, количество синтезируемого при этом АТР не достаточно для поддержания жизни, г) Он может действовать как разобщающий агент. [17]
Тот факт, что при инкубации ткани печени с тироксином увеличивается интенсивность дыхания и теплообразования и не изменяется концентрация АТР, согласуется с утверждением, что тироксин является разобщителем окислительного фосфорилиро-вания. Разобщающие агенты понижают отношение Р / О в тканях; это заставляет ткани увеличивать интенсивность дыхания, чтобы удовлетворить потребность в АТР. Наблюдаемое выделение тепла могло быть обусловлено также повышением скорости утилизации АТР тканью, стимулированной тироксином. В такой ткани возросшая потребность в АТР удовлетворяется за счет повышения уровня окислительного фосфо-рилирования ( дыхания), что сопровождается выделением тепла. Несмотря на многочисленные исследования, детали регуляции тиреоидными гормонами скорости аэробного метаболизма остаются загадкой. [18]
Разобщающие агенты ингиби-руют это темновое превращение и не влияют на образование Хе на свету. Эта последняя стадия протекает только в присутствии медиаторов переноса электронов, из которых наиболее эффективен ФМС. [19]
Все перечисленные факты хорошо согласуются с представлением о том, что пурпурные островки на мембранах галобактерий играют роль протонных насосов. Действие разобщающих агентов, согласно хемиосмотической теории Митчелла, обусловлено тем, что они увеличивают проницаемость протонов в мембране. В связи с этим снижается электрохимический градиент протонов и прекращается работа АТФ-азы. [20]
Ионофорами ( т.е. переносчиками ионов) называют жирорастворимые вещества, способные связывать определенные ионы и переносить их через мембрану. От разобщающих агентов они отличаются тем, что переносят через мембрану не ионы Н, а какие-нибудь другие катионы. Например, токсичный антибиотик валиномицин ( рис. 17 - 18) образует жирорастворимый комплекс с ионами К, легко проходящий через внутреннюю мембрану митохондрий, тогда как в отсутствие валиномицина ионы К проникают сквозь нее с большим трудом. [22]
Под их воздействием проводимость митохондриальной мембраны по отношению к Н возрастает в 10 - 15 раз, увеличиваются поток этих ионов и электропроводность. В результате разобщающие агенты отделяют процесс переноса энергии в дыхательной цепи от синтеза АТФ. К таким веществам относятся динитрофенолы, дифениловые эфиры, гидро-ксибензонитрилы, органические соединения мышьяка, дикумарол, феноксиалканы и продукты распада феноксиалканкарбоновых кислот. Под их воздействием снижается эффективность образования АТФ относительно уровня потребления кислорода. Накопление АДФ и фосфорной кислоты приводит к усилению переноса электронов и потребления кислорода без увеличения синтеза АТФ. С увеличением отношения АДФ / АТФ растет выход СО2, наблюдается и анаэробная ферментация. [23]
На чем в принципе может быть основано подобное его действие. Теперь такого рода разобщающие агенты уже не применяются в качестве лекарственных препаратов, поскольку известны случаи, когда их применение приводило к летальному исходу. Почему прием разобщающих агентов может вызвать смерть. [24]
Некоторые вещества обладают способностью как in vitro, так и in vivo ( в опытах со срезами тканей и изолированными митохондриями) разрывать сопряженность между дыханием и фосфорилированием. К числу таких разобщающих агентов относится, например, динитрофенол, дикумарин, по-видимому, тироксин и некоторые другие. [25]
При этом подавляется и окисление среды, вызываемое выбросом протонов из мембраны. Согласно гипотезе химического сопряжения, разобщающие агенты не затрагивают электронного транспорта вдоль дыхательной цепи, но отделяют его от ферментов, синтезирующих молекулы АТФ. [26]
Избирательность действия и степень фитотоксичности гербицидов данной группы обусловлены различиями в полярности и адсорбционной способности заместителей, от которых зависят проницаемость соединений через клеточную мембрану и их метаболическая активность. Механизм действия фенольных производных одинаков в одном отношении: все они ( гербициды, фунгициды, акарициды) являются разобщающими агентами, действующими на дыхательную цепь. [27]
В присутствии разобщающего агента интенсивность транспорта электронов, необходимого для удовлетворения потребности в АТР, уменьшается, причем с ростом концентрации агента уменьшение становится более резким и отношение Р / О стремится к нулю, б) Отношение Р / О уменьшается, в) В присутствии разобщающего агента требуются более высокие скорости окисления клеточного топлива. Если отношение Р / О становится слишком ма-лым, количество синтезируемого при этом АТР не достаточно для поддержания жизни, г) Он может действовать как разобщающий агент. [28]
Если реакция ( 3) не может происходить, то окисление прекратится, так: же как и фосфорилирование, потому что вещество А должно освободиться от X, перед тем как принять следующую пару атомов водорода ( или электро (), чтобы окисление могло продолжаться. Это, по-видимому, происходит при добавлении антибиотика олигомицина: и процесс фосфорилирования и перенос электронов прекращаются. Добавление разобщающего агента, например динитрофено-ла, катализирует энергетически выгодный гидролиз А - X. В этом случае окисление может продолжаться, поскольку соединение А свободно и может принимать электроны, но фосфорилирование прекратится. Действительно, было показано, что динитрофенол ослабляет ингибирова-ние дыхания, вызываемое олигомицином. [29]
Разобщающие агенты - вещества различной природы, способные разобщать процессы окислительного фосфорилирования и дыхания. Они, как правило, стимулируют дыхание, подавляя фосфорилирование, сопряженное с ним. Примером разобщающих агентов служит 2 4-динитрофенол ( ДНФ), введенный в 1948 - 1950 гг. Лумисом и Липманом. В настоящее время известно много разобщающих агентов, к которым относятся разнообразные галогенные и нитропроизводные фенола, так называемый пентахлорфенол, антибиотик грамицидин, салициланнлиды, дикумарол ( сильный антикоагулянт, выделенный из гниющего донника) и различные фенилгид-розоны ( например, карбонилцианид-п-трифторметоксинфенилгидразон), а также арсенат. [30]
Страницы: 1 2 3