Все компоненты ЦПЭ располагаются во внутренней мембране митохондрий в порядке возрастания окислительно-восстановительных потенциалов (редокс-потенциалов)

Самый низкий редокс-потенциал у NADH (-0,32В), а самый высокий редокс-потенциал у кислорода (+0,82В).

Это обеспечивает последовательное перемещение электронов от NADH (или FADH₂) на O₂, при котором происходит выделение энергии на каждом этапе ЦПЭ.

ЦПЭ обеспечивает взаимосвязь (сопряжение) процессов окисления и фосфорилирования АДФ.

Основная роль в переносе электронов принадлежит 3 важнейшим ферментным комплексам (I, III, IV).

Это сложные олигомерные белки, расположенные во внутренней мембране митохондрий.

Они являются интегральными белками.

Компонент ЦПЭ Кофермент Донор ē Акцептор ē Окисл. форма Восст. форма NADH-дегидрогеназа (I ферментный комплекс) FMN FMN∙H2 NADH + H+ Убихинон (Q) Убихинон     NADH-дегидрогеназа (I комплекс) QH2-дегидрогеназа (цит. b и c1) (III комплекс) Окисл. форма: Q Восст. форма: QH2 QH2-дегидрогеназа (убихинолдегидрогеназа) III ферментный комплекс, включает цитохромы b и c1 Гем (Fe3+) Гем (Fe2+) QH2 Цитохром c Цитохром c Гем (Fe3+) Гем (Fe2+) QH2-дегидрогеназа (III комплекс) Цитохромоксидаза (IV комплекс) Цитохромоксидаза IV ферментный комплекс, включает цитохромы a и a3 Гем (Fe3+), Cu2+ Гем (Fe2+) Cu+ Цитохром c O2 Сукцинатдегидрогеназа (II ферментный комплекс) FAD FAD∙H2 Сукцинат Убихинон (Q)

Этапы ЦПЭ:

Этап: I ферментный комплекс: NADH-дегидрогеназа.

Это крупный интегральный белок внутренней мембраны митохондрий, состоящий из большого числа протомеров.

Коферментом NADH-дегидрогеназы служит FMN. Рабочая часть: рибофлавин (витамин B₂).

NADH-дегидрогеназа катализирует перенос 2 атомов H с кофермента (NADH + H⁺) на FMN, который переходит в форму FMNH₂:

NADH + H⁺ + E-FMN ® NAD⁺ + E-FMNH₂

Восстановление кофермента FMN повышает сродство NADH-дегидрогеназы к убихинону.

Убихинон (кофермент Q₁₀) – жирорастворимое витаминоподобное вещество.

Убихинон (Q) способен восстанавливаться и превращаться в QH₂ (убихинол), принимает от FMNH₂ 2 . Протоны (Н⁺) при этом поступают в межмембранное пространство.

Необходимые для образования QH₂ протоны при этом поступают из матрикса.

(На этом этапе ЦПЭ происходит разделение и H⁺).

Таким образом, в результате работы NADH-дегидрогеназы происходит перенос 2 от NADH на убихинон.

Сумм. у-е 1 этапа: NADH + Н⁺ + Q ® NAD⁺ + QH₂

! При этом происходит перенос нескольких протонов из матрикса в межмембранное пространство митохондрии.

2 этап: III Ферментный комплекс QH₂-дегидрогеназа (убихинолдегидрогеназа) – сложный олигомерный белок, включающий 2 протомера: цитохром b и цитохром с₁.