第六章 电子传递体系与氧化磷酸化.ppt

第六章 电子传递体系与氧化磷酸化 目录 第一节 生物氧化概述 生物氧化的特点和方式 生物氧化的特点 CO2的生成 H2O的生成 生物氧化的三个阶段 三、生物能学简介 自由能（free energy）的概念 化学反应自由能的计算 计算磷酸葡萄糖异构酶反应的自由能变化 例题：计算下反应式ΔG°′ 生物系统中的能流 四、高能化合物 高能化合物类型 ATP的特点 ATP的特殊作用 第二节 线粒体电子传递体系  线粒体呼吸链 呼吸链的组成 NADH呼吸链 NADH呼吸链和FADH2呼吸链 电子传递链中各中间体的顺序 呼吸链中电子传递时自由能的下降 NADH呼吸链电子传递过程中自由能变化 烟酰胺脱氢酶类 黄素蛋白酶类 铁硫蛋白 CoQ 细胞色素 CoQ的结构和递氢原理 铁硫蛋白的结构及递电子机理 细胞色素的结构和递电子机理 线粒体结构 第三节 氧化磷酸化作用 氧化磷酸化 磷氧比（ P/O ） 氧化磷酸化的偶联机理 三、 线粒体外NADH的氧化磷酸化作用 ?-磷酸甘油穿梭 苹果酸-草酰乙酸穿梭作用 2,4-二硝基苯酚的解偶联作用 线粒体ATP酶 化学渗透假说示意图 ATPase的旋转催化模型 电子传递 抑制剂 能 荷 化学渗透假说示意图 非线粒体氧化系统 问答题 特点：带有聚异戊二烯侧链的苯醌，脂溶性，位于膜双脂层中，能在膜脂中自由泳动。 +2H 传递氢机理：CoQ CoQH2 －2H 传递电子机理： +e +e Fe3+ Fe2+ Cu2+ Cu+ －e －e 特点：以血红素（heme）为辅基，血红素的主要成份为铁卟啉。 类别: 根据吸收光谱分成a、b、c三类，呼吸链中含5种（b、c、c1、a和a3 ，cyt b和cytc1、cytc在呼吸链中的中为电子传递体，a和a3以复合物物存在，称细胞色素氧化酶，其分子中除含Fe外还含有Cu ，可将电子传递给氧，因此亦称其为末端氧化酶。 CoQ+2H CoQH2 S Fe 1Fe 0S2- 4Cys 2Fe 2S2- 4Cys 4Fe 4S2- 4Cys 传递电子机理：Fe3+ Fe2+ -e +e 传递电子机理：Fe3+ Fe2+ -e +e 一、 氧化磷酸化和磷氧比（P/O）的概念 二、氧化磷酸化的偶联机理 三、 线粒体外NADH的氧化磷酸化作用 四、能荷 代谢物在生物氧化过程中释放出的自由能用于合成ATP（即ADP+Pi→ATP）,这种氧化放能和ATP生成（磷酸化）相偶联的过程称氧化磷酸化。 类别： 底物水平磷酸化 电子传递水平磷酸化 ADP + Pi ATP + H2O 生物氧化过程中释放出的自由能 　　呼吸过程中无机磷酸（Pi）消耗量和分子氧（O2）消耗量的比值称为磷氧比。由于在氧化磷酸化过程中，每传递一对电子消耗一个氧原子，而每生成一分子ATP消耗一分子Pi ，因此P/O的数值相当于一对电子经呼吸链传递至分子氧所产生的ATP分子数。 NADH FADH2 O2 1 2 H2O H2O 例 实测得NADH呼吸链： P/O~ 3 ADP+Pi ATP 实测得FADH2呼吸链： P/O~ 2 O2 1 2 2e- 2e- ADP+Pi ATP ADP+Pi ATP ADP+Pi ATP ADP+Pi ATP 1、化学渗透假说 2、氧化磷酸化的抑制 解偶联剂和离子载体抑制剂 氧化磷酸化抑制剂 ? 磷酸甘油穿梭系统 ?苹果酸—天冬氨酸穿梭系统 酵解 （细胞质） 氧化磷酸化 （线粒体） （线粒体基质） 磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油 磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油 FAD FADH2 NADH?FMN ?CoQ ?b ?c1 ?c ?aa3 ?O2 NADH NAD+ 线粒体内膜 （细胞液） 细胞液 线粒体内膜体 天冬氨酸 ?-酮戊二酸 苹果酸 草酰乙酸 谷氨酸 ?-酮戊二酸 天冬氨酸 苹果酸 谷氨酸 NADH+H+ NAD+ 草酰乙酸 NAD+ 线粒体基质 苹果酸脱氢酶 NADH+H+ Ⅳ Ⅰ Ⅱ Ⅲ 苹果酸脱氢酶 谷草转氨酶 谷草转氨酶 （Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ、 Ⅳ为膜上的转运载体） 呼吸链 NO2 NO2 O- NO2 NO2 OH NO2 NO2 O- NO2 NO2 OH H+ H+ 线粒体内膜 内 外 2H+ 2H+ 2H+ 2H+ NADH+H+ 2H+ 2H+ 2H+ ADP+Pi ATP 高质子浓度 H2O 2e- + + + + + + + + + _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 质子流 线粒体内膜 磷酸化 氧化 ?? ? III ? ? IV II I 定子 转子 旋转催化理论认为质子流通过Fo引起亚基III 寡聚体和?及?亚基一起转动,这种旋转配置? /?亚基之间的不对称的相互作