[化学]12电子传递和氧化磷酸化.pptVIP

葡萄糖完全氧化：两个代谢过程偶联 糖酵解、TCA循环： C6H12O6+6H2O ? 6CO2+24H++24e- 电子转移： 6O2+24H++24e- ? 12H2O 总反应： C6H12O6 + 6O2 ? 6CO2+ 12H2O 主要功能：氧化营养物，生成ATP。 结构 外膜：通透性较高 内膜：对物质的通过有严格选择性 内膜高度折叠形成嵴 膜间腔 基质 ATP 合酶 偶联磷酸化的关键装置———— 基粒（ATP酶复合体） 跨膜转运系统 线粒体内膜的主要转运载体 苹果酸-天冬氨酸穿梭： α-磷酸甘油穿梭： ATP、ADP、Pi的转运 概念：线粒体内膜上存在由多种酶和辅基组成的传递H和电子的反应链，它们按一定顺序排列，称电子传递链(或呼吸链) 电子传递链的组成及传递顺序 从线粒体内膜上分离到四种酶复合体及辅酶Q(CoQ)和细胞色素C(Cytc)。 复合体Ⅰ：NADH- CoQ还原酶 复合体Ⅱ：琥珀酸- CoQ还原酶 复合体Ⅲ： CoQ -细胞色素C还原酶 复合体Ⅳ：细胞色素氧化酶 NADH呼吸链： 由复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ及CoQ、Cytc组成 FADH2呼吸链： 由复合体Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ及CoQ、Cytc组成 复合体Ⅰ：NADH-CoQ还原酶 功能：将电子从NADH传递给CoQ 辅基：FMN，铁硫蛋白 铁硫蛋白 泛醌（CoQ） 复合体Ⅲ： CoQ -细胞色素C还原酶 功能：将电子从CoQ传递给Cytc 组成：Cytb、Fe-S、Cytc1 细胞色素(Cyt)：含铁卟啉辅基的色蛋白，分a、b、c三类，每类中又分几种亚类。 细胞色素 复合体Ⅳ：细胞色素氧化酶 功能：将电子从Cytc最终传递到O2 组成：Cyta、Cyta3、Cu 复合体Ⅱ：琥珀酸- CoQ还原酶 功能：将电子从琥珀酸传递给CoQ 辅基：FAD、Fe-S、Cytb560 NADH呼吸链: 还原电位与电子传递链的顺序 电子传递链中各组分的顺序由还原电位决定 电子传递方向：(还原电位)低 ? 高 标准还原电位：将一个半反应体系与一个标准氢电极(pH7)相连所测的还原电位。 电子从被氧化的底物传到氧的过程所释放出的自由能推动ADP酶促合成ATP的过程 底物水平磷酸化是在被氧化的底物上发生磷酸化作用。即底物被氧化的过程中，形成了某些高能磷酸化合物的中间产物，通过酶的作用可使ADP生成ATP。 氧化磷酸化作用的机理 有关氧化磷酸化机理的几种假说 化学偶联假说 构象偶联假说 化学渗透假说 支持化学渗透假说的实验证据： 氧化磷酸化作用的进行需要封闭的线粒体内膜存在。 线粒体内膜对H+ OH- K+ Cl-都是不通透的。 破坏H+ 浓度梯度的形成（用解偶联剂或离子载体抑制剂）必然破坏氧化磷酸化作用的进行。 线粒体的电子传递所形成的电子流能够将H+ 从线粒体内膜逐出到线粒体膜间隙。 大量直接或间接的实验证明膜表面能够滞留大量质子，并且在一定条件下质子能够沿膜表面迅速转移。 迄今未能在电子传递过程中分离出一个与ATP形成有关的高能中间化合物，亦未能分离出电子传递体的高能存在形式。 H+如何通过电子传递链“泵”出的？ 亚线粒体结构证明FOF1-ATP合酶中FOF1的功能 1960年，E.Racker的氧化磷酸化的重组实验： P/O比 P/O比值是指每消耗一摩尔氧所消耗无机磷酸的摩尔数。 根据所消耗的无机磷酸摩尔数，可间接测出ATP生成量。 实验证明NADH呼吸链的P/O值是3，即每消耗一摩尔氧原子就可形成3摩尔ATP， FADH2呼吸链的P/O值是2，即消耗一摩尔氧原子可形成2摩尔ATP。 氧化磷酸化的控制 ATP需要合成时，电子流动才能发生 氧化磷酸化的速度受ADP的调节 质量作用比： 电子传递链 2 ● 铁硫簇(Fe4S4) 功能：单电子传递体 功能：单电子传递体 FADH2呼吸链: ● 电子传递抑制剂 CN－、CO 氧化磷酸化 3 （1）化学偶联假说（1953年） chemical coupling hypothesis 认为电子传递反应释放的能量通过一系列连续的化学反应形成高能共价中间物，最后将其能量转移到ADP中形成ATP。 AH2+B+I-OH A I+BH2+OH- A I+X-H+OH- X I+A+H2O X I+P-OH X P+I-OH X P+ADP ATP+X-H AH2+B+ADP+P-OH A