Nikotiiniamidiadeniinidinukleotidi ja oksidatiivinen fosforylaatio

Siinä kaksi hienoa sanaa, jotka tänään opein.

Galenoksen mukaan ensin mainittu on esimerkki ns. ''vaeltavasta'' koentsyymistä, joka osallistuu useimpiin solujen hapetus-pelkistysreaktioihin. Tällä vaeltavalla entsyymillä on siis merkittävä rooli solun mitokondriossa tapahtuvassa oksidatiivisessa fosforylaatiossa.

Lukion kirjoissa oksidatiivisesta fosforylaatiosta käytettiin yksinkertaisesti nimitystä elektroninsiirtoketju. Mitä siis on tämä fosforylaatio ja mihin tarvitaan nikotiiniamidiadeniinidinukleotidia?

Kaikki alkaa, kun NAD+ nappaa soluhengityksen katabolisissa vaiheissa (glykolyysi ja sitruunahappokierto) syntyneet elektronit muodostaen NADH:ta. Nämä pelkistyneet nikotiiniamidiadeniinidinukleotidit matkaavat elektroninsiirtoketjuun mitokondrion sisäkalvolle ja luovuttavat lopulta elektroninsa elektronsiirtoketjuun.

Ketjun päähän tulleet e-:t liikkuvat kantajamolekyyliltä toiselle ja lopulta ketjun päässä odottavalle hapelle.

Nämä kantajamolekyylit ovat proteiineja, joissa on elektronegatiivisia kohtia ja jotka pystyvät pumppaamaan elektroneja välitilaan. Elektronegatiivisuus kasvaa siirryttäessä elektroninsiirtoketjun yläpäästä kohti happea. Energiaa elektronien pumppaamiseen saadaan elektroninsiirrossa syntyvästä kvanttimekaanisesta energiasta.

Elektronien päästessä välitilaan muodostuu protonigradientti eli kemiallista energiaa. Ainoa paikka, jossa kyseinen elektronien välitilaan (matriksiin) siirtyminen on mahdollista on ATP-syntaasin muodostama aukko. Tämä ATP-entsyymi pyörii vetyjen virratessa sen läpi ja liittää yhteen ADP ja fosfaattia, jolloin muodostuu ATP:ta. Juuri tätä tapahtumaa kutsutaan oksidatiiviseksi fosforylaatioksi.

Nikotiiniamidiadeniinidinukleotidilla on myös muita tehtäviä. Esimerkiksi alkoholin hapettuminen ensin asetaldehydiksi ja lopulta asetaateiksi on seurausta reaktiosta, johon NAD+ osallistuu.

Tästä alkoholia hapettavasta entsyymistä käytetään myös nimitystä alkoholihydrogenaasi, joka hapettaa monia eri alkoholeja. Mielenkiintoinen tieto onkin, että runsas etanolin käyttö alkoholin suurkuluttajilla saattaa vaikeuttaa esim. rodopsiinin (näköpurppura) aineosan retinaalin muodostumista sen esiasteesta eli retinolista.

Vaikka etanolista on runsaasti haittaa, niin on siitä Galenoksen mukaan myös hyötyä. Etanoli inhiboi nimittäin tehokkaasti metanolin eli etanolia huomattavati myrkyllisemmän alkoholin hapettumista. Ja siksi metanolimyrkytyksen ensisijainen hoito onkin juuri etanoli.

Kolmas alkoholeihin liittyvä tänään oppimani mielenkiintoinen tieto on se, että alkoholismin hoidossa käytetty ns. antabus-tabletti (disulfiraami) on aldehydihydrogenaasin irreversiibeli inhibiittori. Eli kun tämä entsyymi on poissa, niin elimistöön joutunut etanoli jää asetaldehydiksi ja aiheuttaa voimakasta pahoinvointia.

Tänään olen ollut varsin tehokas, sillä luin ja laskin kuusi tuntia putkeen, lukuunottamatta paria ruokataukoa. Olen hieman yllättynyt siitä kuinka paljon olen jo lyhyessä ajassa oppinut. Toki moni asia on jo tuttua lukiosta, mutta paljonpaljon on myös uutta tietoa. Lisäksi olen huomannut, että lukiossa oppimani asiat ovat tarkentuneet ja tulleet ikään kuin konkreettisemmiksi. Enää asioiden opettelu ei tunnu samanlaiselta ulkoa oppimiselta kuin lukiossa. Mitähän kaikkea mahdankaan vielä oppia tämän kevään aikana?

PS. Valmennuspakettiin olen jo tämän kolmen päivän perusteella ollut erittäin tyytyväinen. Teoriaosat Galenoksen rinnalla ovat aivan loistavat, tehtäviä on runsaasti niin fysiikassa, bilsassa kuin kemiassakin, Galenoksen dissektio on mahtava ja ''Kokeet kotona'' -paketti enemmän kuin hyödyllinen. Mihin enää valmennuskurssia tarvitsee, kun sen voi luoda myös itse?