Количество АТФ, которое образуется в результате сопряжения работы ЦПЭ и АТФ-синтазы, оценивается с помощью коэффициента фосфорилирования

Коэффициент окислительного фосфорилирования (Р/О) показывает, какое количество неорганического фосфата затрачивается для фосфорилирования АДФ при использовании 1 атома кислорода на образование 1 молекулы воды.

! Коэффициент окислительного фосфорилирования численно равен количеству моль АТФ, синтезированных в результате окислительной реакции.

Энергия электронов и протонов, перенесенных комплексами ЦПЭ (I, III и IV) от субстратов NAD⁺-зависимых дегидрогеназ, достаточна для активации АТФ-синтазы и синтеза 3 моль АТФ в расчете на 1 моль дегидрируемого субстрата.

Т.е. для всех субстратов NAD⁺-зависимых дегидрогеназ Р/О £ 3.

Таким образом, дегидрирование 1 моль любого субстрата NAD⁺-зависимых дегидрогеназ сопряжено с синтезом 3 моль АТФ.

При дегидрировании веществ с участием FAD-зависимых дегидрогеназ происходит передача протонов и электронов на убихинон без участия комплекса I:

1) DH₂ + E-FAD ® D + E-FADH₂

2) E-FADH₂ + Q ® E-FAD + QH₂

Основной FAD-зависимой дегидрогеназой явл-ся Сукцинатдегидрогеназа.

Это поверхностный белок внутренней мембраны митохондрий (комплекс II).

Сукцинатдегидрогеназа катализирует превращение сукцината в фумарат, являющееся одной из реакций цикла Кребса:

Сукцинат + E-FAD ® Фумарат + E-FADH₂

В этом случае на пути электронов от субстрата на O₂ только 2 участка переноса H⁺ в межмембранное пр-во митохондрий (комплексы III и IV)

Таким образом, энергия электронов и протонов, поступивших в ЦПЭ от субстратов FAD-зависимых дегидрогеназ, достаточна для активации АТФ-синтазы и синтеза 2 моль АТФ в расчете на 1 моль дегидрируемого субстрата.

Т.е. для субстратов FAD-зависимых дегидрогеназ (сукцинат, ацил-KoA, глицерол-3-фосфат): Р/О £ 2.

Витамин C (аскорбиновая к-та) способна восстанавливать ионы Fe³⁺ цитохрома c.

При этом Fe³⁺ принимает и переходит в Fe²⁺.

На пути электронов от цитохрома c на O₂ 1 участок переноса H⁺ в межмембранное пр-во (IV комплекс).

В этом случае Р/О £ 1.

Коэффициент Р/О показывает только теоретический максимум синтеза АТФ.

На самом деле, для синтеза АТФ используется ~ 40-50% энергии ЦПЭ.

Остальная часть энергии выделяется в виде тепла, а также используется для других видов работ клеток:

Итак, биологические функции ЦПЭ:

1) Использует энергию окисления субстратов для синтеза АТФ путём окислительного фосфорилирования;