第五章 生物氧化与氧化磷酸化1.ppt

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 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 NADH呼吸链 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 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） Oxidized Reduced 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 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）。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。 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 NO2 NO2 O- NO2 NO2 OH NO2 NO2 O- NO2 NO2 OH H+ H+ 线粒体内膜 内 外 解离形式 非解离形式 解偶联蛋白 ２、氧化磷酸化抑制剂 直接作用于ATP合酶复合体而抑制ATP合成的一类化合物。如寡霉素 间接抑制电子传递 五、细胞质NADH的再氧化 ——线粒体穿梭系统 酵解 （细胞质） 氧化磷酸化 （线粒体） 五、细胞质NADH的再氧化 ——线粒体穿梭系统 真核细胞胞液中产生的NADH? 外膜 内膜 膜间空间 胞液 基质 NADH+H+ NADH+H+ FPint Fe-S CoQ cytb NADH+H+ NAD+ ? 真核细胞胞液中产生的NADH不能过线粒体内膜，必须经一定穿梭机制才能进入经呼吸链氧化. 外NADH脱氢酶 磷酸甘油穿梭 苹果酸穿梭 外膜 内膜 膜间空间 胞液 基质 NADH+H+ NADH+H+ NAD+ NAD+ FPext FPint Fe-S CoQ cyt