第七章 生物氧化与氧化磷酸化课件.pptVIP

第一节 生物氧化概述 第二节 电子传递链（呼吸链） 第三节 氧化磷酸化 生物氧化的三个阶段 （3）能荷（energy charge) ATP是生命活动中能量的主要直接供体，因此ATP不断产生又不断消耗，处于动态平衡中: ADP→ ATP， ATP → ADP → AMP 即细胞内存在 ATP、ADP和AMP这三种形式的腺苷酸， 细胞所处的能量状态可用能荷来表示。 能荷指总的腺苷酸库中所负荷的ATP的比例 第一节 生物氧化概述 第二节 电子传递链（呼吸链） 第三节 氧化磷酸化 第二节 线粒体电子传递链 一、概念 二、电子传递链的电子传递顺序 三、电子传递链的各成员 四、电子传递链的电子传递抑制剂 二、电子传递链的电子传递顺序 NADH呼吸链电子传递过程中自由能变化 三、电子传递链的各成员 FMN或FAD通过氧化还原变化传递氢。 铁硫中心主要以 (2Fe-2S) 或 (4Fe-4S) 形式存在 2、辅酶Q（泛醌) 辅酶Q（泛醌) 脂溶性醌类化合物，分子较小，可在线粒体内膜的磷脂双分子层的疏水区自由扩散 功能基团是苯醌,通过醌/酚的互变传递氢 电子传递链中唯一的非蛋白组分。 3、复合体Ⅱ （琥珀酸-Q还原酶 or琥珀酸脱氢酶） 4、复合体Ⅲ（细胞色素bc1复合体 or细胞色素还原酶） 第一节 生物氧化概述 第二节 电子传递链 第三节 氧化磷酸化 第三节 氧化磷酸化oxidative phosphorylation 一、概念 二、氧化磷酸化机理 三、ATP合成机制 四、氧化磷酸化的解偶联和抑制 五、细胞质NADH的再氧化 质子转移假说 三、ATP合成机制 The three b subunits of F1 indeed assume three different conformations 即每两个电子经呼吸链传给氧的过程中，消耗的磷原子数与消耗的氧原子数之比（ P/O比）。 1940年，（ Ochoa S）通过放射性同位素标记实验最先测定，NADH呼吸链P/O 为2-3，FADH2呼吸链P/O 为1-2 研究显示：一对电子通过NADH电子传递链可泵出10个Ｈ＋ ，通过FADH2呼吸链有6个Ｈ＋泵出。 每合成1个ATP需要3个Ｈ＋通过ATP合酶，同时，把ATP从线粒体基质转运到胞液需要消耗1个Ｈ＋ ，所以每形成1mol ATP就需要4个Ｈ＋的流动。 因此一对电子通过NADH电子传递链P/O比 2.5 （2.5ATP）；一对电子通过FADH2 P/O比 1.5 （1.5ATP） 　－2，4-二硝基苯酚（DNP) 3.离子载体抑制剂 是一类脂溶性物质，能与H+以外的其他一价阳离子结合，并作为它们的载体使它们能过穿过膜，消除跨膜的电位梯度。 　　缬氨霉素（K+） 　　短杆菌肽（K+ 、 Na+） 1、外NADH脱氢酶（真菌和高等植物） NADH脱氢酶（复合物Ⅰ） 内膜内侧，朝向基质 催化线粒体内部的NADH脱氢交给其辅基FMN 将氢传递给CoQ 外NADH脱氢酶 内膜外侧，朝向膜间空间 是一种以FAD为辅基的黄素蛋白，催化细胞液的NADH脱氢交给其辅基FAD 将氢传递给CoQ，不经过复合物Ⅰ，P/O比为1.5 非线粒体氧化系统 多酚氧化酶系统 抗坏血酸氧化酶系统 植物抗氰氧化酶系统 NADH→FP→CoQ→Cytb┄Cytc┄Cytaa3┄O2 化学偶联假说 构象偶联假说 化学渗透假说 二、氧化磷酸化机理 电子传递如何促使ADP磷酸化？ 电子传递过程中将产生一种活泼的高能共价中间物，通过此中间物进一步氧化产生能量来驱动ATP的合成。 1、化学偶联假说（1953） －chemical coupling hypothesis Edward Slater ADP ATP 磷酸甘油醛脱氢酶 磷酸甘油酸激酶 依据：底物水平磷酸化 3-磷酸甘油醛 3-磷酸甘油酸 认为电子传递过程中，线粒体内膜上的蛋白质组分发生了构象变化，转变成一种高能形态。这种高能形态通过将能量转移到ADP合成ATP后，又得以恢复其原来的构象。 未找到有力证据，但ATP合成过程中，存在不同形式的构象偶联现象。 2、构象偶联假说（1964） －conformational coupling hypothesis Paul Boyer 认为电子传