0
0 Comments

Тут будет перевод одного из зарубежных обзоров механики работы митохондрий, раздел за разделом он будет переводиться

  • Вступление
  • Принципы Оксилительно/восстановительных реакций
  • Транспорт электронов
  • Окислительное фосфорилирование
  • Стехиометрия в окислительном фосфорилировании
  • Регуляция окислительного фосфорилирования
  • Ингибиторы окислительного фосфорилирования
  • Энергия NADH
  • Генерация активных форм кислорода (ROS)
  • Митохондриальная дисфункция при диабете 2 типа и ожирении
  • Бурая жировая ткань и генерация тепла (термогенез)
  • Прочие варианты биологического окисления
  1. Вступление
  2. Принципы Оксилительно/восстановительных реакций
  3. Транспорт электронов
  4. Окислительное фосфорилирование
  5. Стехиометрия в окислительном фосфорилировании
  6. Регуляция окислительного фосфорилирования
  7. Ингибиторы окислительного фосфорилирования
  8. Энергия NADH
  9. Генерация активных форм кислорода (ROS)

The mitochondrial electron transport system (electron transport chain: ETC) of oxidative phosphorylation is the major site for the cellular generation of ROS. The ROS produced by cellular processes are superoxide anion (O2∙–), hydrogen peroxide (H2O2), and hydroxyl free radical (∙OH). As electrons pass through the complexes of the ETC some leak out to molecular oxygen (O2) resulting in the formation of superoxide. This superoxide is rapidly acted upon by copper-zinc-superoxide dismutase (CuZn-SOD; also identified as SOD1) and mitochondrial superoxide dismutase (Mn-SOD; also identified as SOD2) to yield H2O2. SOD1 is found in the mitochondrial intermembrane space and SOD2 is located within the mitochondrial matrix. Following the generation of H2O2within the mitochondria it rapidly diffuses into the cytosol where it is eliminated by several antioxidant enzymes that include glutathione peroxidases (GPx1–GPx8), catalase, and peroxiredoxins (PRDX1–PRDX6). Using knock-out mice it has been clearly demonstrated that Mn-SOD (SOD2) is essential for the maintenance of normal mitochondrial function in highly oxidative tissues such as the brain and heart as well as the liver. Within the ETC itself the major site of ROS generation is the flavin mononucleotide (FMN) of complex I. ROS generation also occurs within the plasma membrane and the endoplasmic reticulum (ER) membranes via the action of NADP(H) oxidases.

Митохондриальной электронно-транспортной системы (электронный цепь транспорт: ETC) окислительного фосфорилирования основным местом для сотового поколения АФК. РОС производится клеточных процессов являются супероксид-анион (О2 ∙ -), перекись водорода (Н2О2), и гидроксильного радикала (OH ∙). Как электроны проходят через комплексов ETC некоторые утечки из молекулярного кислорода (O2), в результате формирования супероксид. Это супероксид быстро воздействии на медно-цинковой супероксиддисмутазы (СОД из CuZn-; также определены как SOD1) и митохондриальной супероксиддисмутазы (СОД Мп-; также определены как SOD2) с получением H2O2. СОД1 находится в митохондриальной межмембранном пространстве и SOD2 находится в митохондриях. После генерации H2O2 в митохондриях он быстро диффундирует в цитозоль, где он устраняется несколько антиоксидантных ферментов, которые включают глутатионпероксидаз (GPx1-GPx8), каталазы и пероксиредоксины (PRDX1-PRDX6). Использование нокаут-мышей было ясно показано, что Mn-СОД (SOD2) имеет важное значение для поддержания нормальной функции митохондрий в очень окислительных тканей, таких как мозг и сердце, а также печени. В самом основным местом генерации РОС флавинмононуклеотид (ФМН) комплексных I. ROS поколения и т.д. также происходит в плазматической мембране и в эндоплазматический ретикулум (ER) мембраны посредством действием НАДФ (Н) оксидазы.

Mitochondrial and ER production of ROS contributes to the processes of aging as well as progression of numerous disorders such as type 2 diabetes and Parkinson disease. Dietary constituents can lead to increased ROS production which is evident in obesity and plays a major contributing role in the progression to insulin-resistance and diabetes. Consumption of a high fat diet results in a surplus of NADH and FADH2 that then increases the flux through the ETC with a resultant increase in ROS generation. Indeed, a high fat diet is known to increase the rate of H2O2 production in skeletal muscle mitochondria. Ultimately the increased rate of ROS production by the mitochondria results in mitochondrial dysfunction in skeletal muscle.

Митохондриальной и ER производство ROS способствует процессам старения, а также прогрессирование многочисленных заболеваний, таких как диабет 2 типа и болезни Паркинсона. Диетические компоненты могут привести к увеличению производства АФК, которая проявляется в ожирении и играет важную роль, способствуя в прогрессии резистентности к инсулину и диабета. Потребление высоким содержанием жиров приводит к избыток NADH и FADH2 что тогда увеличивает поток через ЕТС с результирующий увеличением выработки ROS. Действительно, высоким содержанием жиров, как известно, увеличивают скорость производства H2O2 в скелетных мышечных митохондрий. В конечном счете увеличение скорости продукции АФК по итогам митохондрий в митохондриальной дисфункции в скелетных мышцах.

ER production of ROS is also a major contributor to disease states such as diabetes. Within the ER, proteins undergo folding into their functional conformations as they transit through to the Golgi and finally to the plasma membrane or secretory vesicles. Proper folding requires intra- and inter-chain disulfide bond formation that involves the oxidation of cysteine residues and the release of electrons. The electrons are passed to protein disulfide isomerase then to ER oxidoreductin and finally to O2 generating superoxide anion. It is suggested that the nutrient excess seen in obesity and diabetes may play a role in overloading the ER protein folding capacity resulting in increased ROS production. An increase in ER ROS production results in ER stress and the induction of the ER stress response pathways that in turn activate pro-inflammatory pathways. Of significance to diabetes is that ER stress-induced inflammation activates the kinases JNK (JUN N-terminal kinase) and IKKβ (inhibitor of nuclear factor kappa-B kinase subunit beta) that phosphorylate insulin receptor substrates (e.g. IRS1 and IRS2) resulting in impairment of insulin signaling. Nuclear factor kappa B (NFκB) is one of the most important transcription factors regulating the expression of proinflammatory genes.

ЭР производство АФК также основных причин болезненных состояний, таких как диабет. В ER, белки подвергаются складывающиеся в их функциональных конформации, как они транзита до Гольджи и, наконец, к мембране плазмы или секреторных везикул. Правильное складной требуется внутри- и межрегиональных цепь дисульфид облигаций образование, что включает окисление остатков цистеина и освобождение электронов. Электроны передаются белок дисульфидизомеразы затем ER oxidoreductin и, наконец, O2 генерации супероксид-анион. Он предположил, что питательных веществ избыток видел ожирения и диабета может сыграть свою роль в перегрузки складной потенциала ER белка в результате увеличения производства АФК. Увеличение производственных результатов ER АФК в ЭР стресс и индукция путей реагирования ER стресс, что в свою очередь активируют провоспалительные пути. Важное значение в диабета является то, что ER стресс-индуцированной воспаление активирует киназы JNK (Jun N-терминальной киназы) и IKKβ (ингибитор ядерного фактора каппа-B киназа субъединицы бета), что субстраты фосфорилирования рецептора инсулина (например, IRS1 и IRS2) в результате обесценения в сигнализации инсулина. Ядерный фактор каппа В (NFκB) является одним из наиболее важных факторов транскрипции, регулирующих экспрессию провоспалительных генов.

  1. Митохондриальная дисфункция при диабете 2 типа и ожирении
  2. Бурая жировая ткань и генерация тепла (термогенез)
  3. Прочие варианты биологического окисления