Разобщители окислительного фосфорилирования позволяют митохондриям использовать кислород независимо от наличия акцептора фосфата (АДФ), необходимого для процесса фосфорилирования.
При действии разобщителей тканевого дыхания и синтеза АТФ большая часть энергии выделяется в виде теплоты, количество АДФ и поглощение кислорода при этом увеличивается.
Действие ионофоров
Ионофоры способны специфически связывать определенные катионы и облегчать их транспорт через биологические мембраны. Эти свойства ионофоров обусловлены их липофильным характером, благодаря чему они проникают через липидные мембраны, в том числе через митохондриальные мембраны. Например: антибиотик валиномицин, который переносит К+ через митохондриальную мембрану и тем самым снижает мембранный потенциал между внутренней и наружной сторонами. Нигерицин –ионофор для К+ , но в обмен на Н+ , в этом случае снижается градиент рН между сторонами мембраны. При одновременном присутствии валиномицина и нигерицина утрачиваются и мембранный потенциал и градиент рН, что приводит к полному ингибированию фосфорилирования.
2, 4—динитрофенол — классический разобщитель биологического окисления окислительного фосфорилирования, является протонным ионофором (рисунок 14).
Рисунок 14. Механизм разобщения дыхания и фосфорилирования.Протонированная форма 2,4-динитрофенола переносит протоны через внутреннюю мембрану митохондрий и препятствует образованию протонного градиента.
Одно время он использовался в качестве лекарства от ожирения, но затем был запрещен ввиду токсичности. 2,4-динитрофенол так же как и жирные кислоты являются липофильными веществами, способными переносить через внутреннюю мембрану митохондрий в матрикс протоны, минуя канал АТФ-синтазы. В результате этого снижается протонный градиент и прекращается синтез АТФ.
