ミトコンドリア複合体1-4中のH+移動量

質問

こんにちは。
必要に迫られ、生化学を勉強しなおしている門外漢の者です。

主にLehninger Principles of Biochemistry.3rd.を読んでいますが、他の本も参考書として比較対照にしております。さすがにわからない部分もあるので、日本語版も買いました。
(日本語版はいくつも手直しされてますね。さすが日本人と感動しましたが、どう間違っていたのか等の説明が残念ながらありません)

いま気になっているのはミトコンドリア膜の電子伝達体(？)に関する事です。複合体？Complex1-4でH+の伝達がされると思うのですが、本によって書き方はまちまちです。それはしょうがないですよね。しかし本によっては内容のH+移動量が違うのですが、どれが”2005年現在”の主なのでしょう。Sourceによって違うので、頭が混乱しています。

どなたか各ComplexによるH+の移動量とsource(科学レポートが望ましいです)を教えていただけると助かります。Sourceのあいまいな方、自分がもっと混乱しそうなのでご遠慮願います。申し訳ありません。

Lehninger Principles of Biochemistry.4thは本屋で見つけましたが、まだ買っていません。
こちらで解決できるような問題でしたら、お許しください。
(3rdと違う数字だったのは確認しています。)

日本語がおかしいかもしれません、ご指摘いただければ幸いです。

回答No.2

suiran2

suiraｎです。

電子伝達系は，呼吸鎖だけでなく光合成においても，電子が伝達することによりプロトンを汲み出し，プロトンの濃度勾配を造ることが生物的に意味あることなのではないかと思います。

前回の補足の表現が読み取りにくかったかも知れませんが，電子伝達系は，実際には４電子が流れ16H+を膜間腔に汲み出し，最終的に２分子の水が合成されるようです。

一般的に電子伝達系は，習慣的に２電子当たりで表記されるケースが多いようです。（参考URLもそうです。）ですから，8H+汲みだし，1分子の水が合成されるように記載されているものが多いのではないでしょうか。

また，水の合成にこだわっておられるようですが，この地球上の生物ではたまたま酸素であったがために水であったということであって，何も水でなくとも良いのではないかと思いますが…

生化は大嫌いな分野の素人です。ですから電子伝達系も枝葉を切り落として幹だけしか理解していません。細かいところはさっぱりです。

お礼

実は・・・生化に逃げの姿勢でいた為、幹がわからなく、枝葉末節に拘ってしまっているようです。

教科書だけでは、ベースとか定義が明らかでない気がしたので、一つを固定化したかったのです。e-、H+のどれもが、本によって数量不定だったので、自分の中でH2O一分子を固定して考えようとしていました。

suiranさんのおかげで、私のごちゃごちゃした問題のkey wordが、NADH2とFADH2の各移動量で解決できる気がしてきました。分けて考えるとすっきりしますね。

>　一般的に電子伝達系は，習慣的に２電子当たりで表記されるケースが多いようです。（参考URLもそうです。）ですから，8H+汲みだし，1分子の水が合成されるように記載されているものが多いのではないでしょうか。

とっても大きな収穫がありました。
引き続きもう少し調べてみようと思います。

またお気づきの点がありましたら、教えていただけると幸いです。

回答No.1

noname#29428

素人は回答を寄せるなとのことですが，質問の意図をはっきりするために素人が口を挟みます。

ご質問の主旨は，呼吸鎖の電子伝達系の複合体IのH+の膜間腔への汲み出し量が，2H+なのか4H+なのかと言うことと思います。

電子伝達系でのH+の膜間腔への汲み出し量は以下のようになります。（　）は汲み出さないけれど濃度勾配を作るものを含めています。

NADH2+では
複合体I→4H+
複合体III→2H+　＋　2H+
複合体IV→(2H+)
合計10H+となります。

しかし，この系が進むためには複合体IIでFADH2が必要です。
FADH2は，複合体Iをパスしますから
複合体III→2H+　＋　2H+
複合体IV→(2H+)
合計6H+となります。

この2つが合計されるわけですから，4H+で膜間腔へ16H+汲み出されます。これを2H+当たりと表現すれば，複合体Iでの汲み出し量は2H+と表現できます。参考URLはこの考え方に基づいたものです。

私の説明は「Molecurar Cell Biology 4.0」に従いました。

参考URL：

http://www.sc.fukuoka-u.ac.jp/~bc1/Biochem/Oxidphos.htm

補足

suiran様、半分あきらめかけていた所にお返事ありがとうございます。

>　素人は回答を寄せるなとのことですが，

めっそうもないです。
自分こそ慣れていないのと、どう表現していいのかわからなかった為、皆様に不愉快なものになってしまったようです。申し訳ありません。

この件のkey word に、chemiosmotic model と proton-motive forceの当たりをつけて調べておりました。もっと深みにはまりつつあります。笑
わからないのです・・・ごちゃごちゃしてきて。

最初H+とe-の移動によって一分子のH2Oを得る為の反応かと思ったのです。この考えであっていますでしょうか？

>この2つが合計されるわけですから，4H+で膜間腔へ16H+汲み出されます。

「NADH2+」と[FADH2]　両方で、
複合体I→「4H+」
複合体III→「2H+　＋　2H+」　[2H+　＋　2H+]
複合体IV→「(2H+)」　[(2H+)]

で総合すると
複合体I→　4H+
複合体III→　8H+　
複合体IV→　4H+

そこで、計16H+　と言うことですよね？

>これを2H+当たりと表現すれば，複合体Iでの汲み出し量は2H+と表現できます。

そうすると出来上がるH2O分子は、1/2と言う計算になりますか？
単位を、H2Oの一分子にすると、Lehninger4thは、FADH2のH+移動量を考慮していないと言う事になるのでしょうか？
確かに同書Fig.19-15には、その記載がないようです。
教えていただいたURLも、その内容だとH2Oの1/2分子のみになるかと思います。

それともH+の移動量とH2Oには相関関係がない？
私の初期の考え方が間違っているのでしょうか？

(現在同書を中心にして考えている為、同書の粗探しみたいになってますね。残念ながら、これは本意ではありません。ごめんなさい、作者様)

「Molecurar Cell Biology 4.0」
探して見てみようと思います、ありがとうございました。
引き続きsuiranさんには、ご意見を伺えるとうれしいです。

日本語がおかしいようでしたら、ご指摘頂けると幸いです。