Потенциал компонентов

Компоненты дыхательной цепи ведут себя как типичные окислительновосстановительные системы, переходя попеременно в процессе транспорта электронов из восстановленного состояния в окисленное и наоборот. При этом порядок расположения переносчиков в мембране обусловлен величиной их окислительно-восстановительного потенциала (ОВП), который служит мерой способности соединений или элементов отдавать электроны.

Подобно химическим элементам, функционирующие в клетках вещества тоже можно расположить в ряд по величине их ОВП (Е₀) при степени восстановления 1/2. Отрицательный окислительно-восстановитель-ный потенциал свидетельствует о том, что данное вещество имеет меньшее сродство к электронам, чем молекулярный водород. Положительные значения Е₀ характеризуют более высокое, чем у Н₂, сродство к электронам у данного вещества.

Таким образом, сильный восстановитель, например NADH, обладает отрицательным Е₀, а сильный окислитель (например, О₂) — положительным Е₀. В биохимии пользуются величиной Е₀`, приведенной к рН 7. Значения Е<sub>0</sub>` от дельных компонентов дыхательной цепи находятся в пределах от (-) 0,32 В (для NAD⁺/NADH) до (+) 0,82 В (для О^2-/1/2О₂). Соответственно никотинамидные переносчики начинают дыхательную цепь, т. е. располагаются в ее начале, а молекулярный кислород завершает цепь, выполняя роль конечного акцептора электронов.

Разность ОВП двух реагирующих веществ может служить мерой изменения свободной энергии в химической реакции, т. е. мерой полезной работы, которую способна выполнить система. Сопоставление окислительно-восстановительных потенциалов компонентов дыхательной цепи позволяет обнаружить три этапа окисления, на которых высвобождается достаточное для синтеза молекулы АТР количество энергии (не менее -0,15 В). В табл. 12.1 представлены значения Е₀` основных компонентов дыхательной цепи, а также разность потенциалов (ΔЕ₀) взаимодействующих систем.

Таблица 12.1. Окислительно-восстановительные потенциалы компонентов дыхательной цепи