Строение клеточных мембран

ПУТИ СИНТЕЗА ЛИПИДОВ

ПУТИ СИНТЕЗА ТЕРПЕНОВ
Филогенетическое распределение
мевалонатного пути

РЕКОНСТРУИРОВАННЫЕ ЛИПИДЫ LUCA
Один терпеновый хвост
Нет глицерола, терпен прямо соединяется с полярной головой
Искусственные мембраны из таких липидов высоко проницаемы для солей, сахаров и аминокислот → возможно питание без мембранных насосов
Двухвостые липиды с глицеролом — более поздняя адаптация, независимо возникли у бактерий и архей

РАЗНООБРАЗИЕ И БИОСИНТЕЗ ТЕРПЕНОВ

МЕМБРАННЫЕ БЕЛКИ
Синтез трансмембранных белков обычно требует SRP и транслокон — иначе гидрофобный пептид застревает на выходе из рибосомы
Некоторые амфифильные альфа-спиральные белки могут образовывать растворимую глобулу в воде и выворачиваться при контакте с мембраной (токсины, бактериородопсин, С-субъединицы АТФ-синтетазы)

МЕМБРАННАЯ ЭНЕРГЕТИКА

СТРУКТУРА МЕМБРАННЫХ АТФаз

ПРОИСХОЖДЕНИЕ МЕМБРАННЫХ АТФаз

ПРОИСХОЖДЕНИЕ МЕМБРАННОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ЦИКЛА

Изолирующие липиды бактерий и архей

Больше странных липидов!

ВОЗМОЖНОСТИ ПРОТОННОЙ И НАТРИЕВОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

Q-ЦИКЛ

ИСТОРИЯ МЕМБРАН

ВАРИАНТЫ АНАЭРОБНОГО МЕТАБОЛИЗМА

СИНТЕЗ ПОРФИРИНОВ
Аэробные пути:
Металл вставляется в последнюю очередь
Анаэробные пути:
Металл вставляется на ранних этапах и направляет модификации кольца

СИНТЕЗ ПОРФИРИНОВ: ОБЩАЯ ЧАСТЬ

СИНТЕЗ ПОРФИРИНОВ: РАЗВЕТВЛЕНИЕ
ОТ УРОПОРФИРИНОГЕНА III

ЭВОЛЮЦИЯ ХИНОНОВ

ЭЛЕКТРОН-ТРАНСПОРТНАЯ ЦЕПЬ КИСЛОРОДНОГО ДЫХАНИЯ

ЭЛЕКТРОН-ТРАНСПОРТНАЯ ЦЕПЬ НИТРАТНОГО ДЫХАНИЯ

ЭЛЕКТРОН-ТРАНСПОРТНАЯ ЦЕПЬ СУЛЬФАТНОГО ДЫХАНИЯ

МОДУЛЬНАЯ СТРУКТУРА ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ

ПРОИСХОЖДЕНИЕ КОМПЛЕКСА I (NADH-дегидрогеназа)
Простейшие похожие комплексы – гидрогеназы Ech, перенос ферредоксин → H+, c переносом ионов, 6 субъединиц, все имеют гомологи в комплексе I
Формат-гидрогенлиаза Hyc, перенос HCOOH → H+, качает ионы, 8 субъединиц
Другие ферменты: CO → H+, ферредоксин → НАДН
Субъединица G комплекса I – инактивированная формат-дегидрогеназа
Субъединица D – инактивированная гидрогеназа

ПРОИСХОЖДЕНИЕ КОМПЛЕКСА III
(цитохром bc1)
Обеспечивает разветвление электронного тока для более полного использования редокс-потенциала сильных окислителей
Комплексы bc1 работают в дыхании, родственные b6f – в фотосинтезе, на филогенетическом дереве они перемешаны.
В комплексах b6f – короткий 4-спиральный цитохром b с 2 гемами b и 4-спиральный белок PetD с хлорофиллом, каротином и гемом с.
В комплексах bc1 длинный 8-спиральный цитохром b – продукт слияния короткого цитb и PetD, хлорофилла и каротина нет

ПРОИСХОЖДЕНИЕ КОМПЛЕКСА IV
(цитохром-с-оксидаза)
3D-структура комплекса IV указывает на слияние 3 похожих субъединиц в его истории
Гомологи отдельных предковых субъединиц недавно найдены в геномах ряда бактерий
Их функции неизвестны, но по геномному контексту похоже, что связаны c защитой от NO и нитритов