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郭 睿山西医科大学生物化学与分子生物学教研室 生 物 氧 化 Biological Oxidation 生物氧化中物质氧化的方式 氧化反应 还原反应 加氧 脱氢 脱电子 脱氧 加氢 得电子 * 生物氧化的一般过程 第一节 呼吸链 呼吸链 一、呼吸链的概念： 1.代谢物脱氢产生的氢原子（2H）通过多种酶和辅酶的逐步传递，最终与氧结合生成水； 2.酶和辅酶按一定顺序排列在线粒体内膜上，构成传递链； 传递氢的酶和辅酶——递氢体 传递电子的酶和辅酶——递电子体 3.此过程与细胞呼吸有关，称为呼吸链， 又与电子传递有关，又称电子传递链。 二、呼吸链的组成 2. 黄素蛋白类（FMN、FAD） 含有多个异戊二烯侧链的醌类化合物 脂溶性，可在线粒体内膜中移动 是电子传递体中唯一可游离存在的电子载体 （2）复合体Ⅱ：琥珀酸-泛醌还原酶 细胞色素,Cyt A、结构：一类含铁卟啉辅基的色素蛋白 B、分类: Cyta: Cytaa3 Cytb: Cytb562 、Cytb566、 Cytb560 Cytc: Cytc 、 c1 细胞色素c辅基 （4）复合体Ⅳ：细胞色素氧化酶 即cytaa3，是位于呼吸链末端的蛋白复合物，可以直接以O2为电子受体。 呼吸链的组成 三、呼吸链排列顺序 根据标准氧还原电位E0’的高低排列 e EO’（低） EO’（高） 根据电子传递体吸收光谱变化进行检测 利用阻断剂分析 四种复合物的电子传递再造实验 第二节 氧化磷酸化 一、概念： 代谢物氧化脱氢经呼吸链传递生成水，释放的能量用以ADP磷酸化生成ATP，氧化反应与磷酸化反应偶联产生ATP的方式称为氧化磷酸化。 ATP的生成方式 ATP产生的部位是电位差变化较大的的地方 氧化磷酸化偶联部位确认 1. 根据标准氧化还原电位差计算能量ΔG’0= -nFΔE’0 位置 NADH Q Ctyb Cytc Cytaa3 O2 ΔG’0 ΔG’0 = -69.5 KJ/mol ΔG’0 = -36.7KJ/mol ΔG’0 = -112 KJ/mol 三、氧化磷酸化的偶联机制 三、氧化磷酸化的影响因素 抑制剂： 呼吸链抑制剂——抑制电子传递 ATP合酶抑制剂——抑制ATP合成 解偶联剂——解偶联 调节因素：ADP、甲状腺素 线粒体DNA突变 2. 寡霉素 阻止质子回流，抑制ATP生成 线粒体DNA的功能 线粒体DNA编码13条肽链(NADH脱氢酶7条、Cytc还原酶1条、Cytc氧化酶3条及ATP合酶2条） 四、胞液NADH进入线粒体的穿梭机制 Α-磷酸甘油穿梭 (脑、骨骼肌) 苹果酸-天冬氨酸穿梭（肝脏、心肌） ATP的生成和利用 磷酸肌酸的生成 电子传递链及氧化 磷酸化系统概貌 五、通过线粒体内膜的物质转运 线粒体外膜孔 蛋白，10kDa 的物质通过 寡霉素(oligomycin) 对电子传递及ADP磷酸化均有抑制作用。 化学渗透假说示意图 FoF1ATPase（ATP合酶）， 又称复合体V。 F1有5个亚基，有ATP合酶的活性，Fo有4个亚基，镶嵌在线粒体的内膜上，作为质子通道。 线粒体基质 线粒体膜 + + + + - - - - H+ O2 H2O H+ e- ADP + Pi ATP 化学渗透假说简单示意图 H2N+ C-NH2 H3C-N CH2 COO- H2N+ H O C-N~P-OH H3C-N OH CH2 COO- 肌酸激酶 肌酸 磷酸肌酸（CP） ATP ADP 肌肉和脑组织中能量的贮存形式 ΔμH+ 跨膜质子电化学梯度；H+m内膜基质侧H+；H+c 内膜胞液侧H+ 目 录 线粒体内膜不 同的转运体,对 物质有选择性 寡霉素 Ｈ＋ Ｈ＋ Ｈ＋ ADP+Pi ATP+H2O 解偶联蛋白 Ｈ＋ 解偶联作用机制 热 Ｈ＋ ATP4- F0 F1 胞液侧 基质侧 腺苷酸 转运蛋白 磷酸 转运蛋白 ADP3- H2PO4- ATP4- H+ H+ H+ H+