Název:
Elektronová bifurkace - nový fenomén v bioenergetice
Překlad názvu:
Electron bifurcation - a new phenomenon in bioenergetics
Autoři:
Bazger, Jan ; Hrdý, Ivan (vedoucí práce) ; Ženíšková, Kateřina (oponent) Typ dokumentu: Bakalářské práce
Rok:
2022
Jazyk:
cze
Abstrakt: [cze][eng] Elektronová bifurkace je typ enzymové katalýzy, která zahrnuje redukci dvou prostorově oddělených elektronových akceptorů o různých redoxních potenciálech pomocí jediného elektronového donoru. Charakteristickou vlastností tohoto typu katalýzy je zisk produktu s vyšší volnou energií, než jakou měl původní elektronový donor. Energie k této endergonické redukci je získána z druhé, exergonické elektrontransportní dráhy reakce. Od roku 2008, kdy se pozorování tohoto biochemického procesu, dříve známého pouze z Q-cyklu v komplexu III, rozšířilo o objev elektronové bifurkace založené na flavinech, bylo celkově popsáno 12 flavoproteinů katalyzujících tento děj. Využití elektronové bifurkace založené na flavinech bylo zatím pozorováno zejména u anaerobních prokaryot, např. acetogenů nebo metanogenů, která žijí v prostředí s nízkoenergetickými substráty. Pro tyto organismy je možnost redukce ferredoxinu či flavodoxinu, elektronových akceptorů endergonické části reakce, významnou fyziologickou výhodou, neboť tyto molekuly mohou být využity jako elektronové donory pro následnou redukci dalších nízkopotenciálových akceptorů za příznivých termodynamických podmínek. Fylogenetických analýz, které by dávaly ucelený přehled o celkovém možném rozšíření elektronové bifurkace založené na flavinech mezi organismy, je...Electron bifurcation is a type of enzymatic catalysis that involves the reduction of two spatially separated electron acceptors of different redox potentials by a single electron donor. A characteristic feature of this type of catalysis is the gain of a product with a higher free energy than that of the original electron donor. The energy for this endergonic reduction is obtained from a second, exergonic electron transport reaction pathway. Since 2008, when the observation of this biochemical process, previously known only from the Q-cycle in complex III, was extended by the discovery of flavin- based electron bifurcation, a total of 12 flavoproteins catalyzing this process have been described. The use of flavin-based electron bifurcation has so far been observed mainly in anaerobic prokaryotes, such as acetogens or methanogens, which live in environments with low-energy substrates. For these organisms, the possibility to reduce ferredoxin or flavodoxin, the electron acceptors of the endergonic part of the reaction, is an important physiological advantage, since these molecules can be used as electron donors for the subsequent reduction of other low-potential acceptors under favourable thermodynamic conditions. Phylogenetic analyses that give a comprehensive overview of the overall possible spread...
Klíčová slova:
Elektronová bifurkace; flavin; konzervace energie; Electron bifurcation; energy conservation; flavin