2020年(生物科技行业)第七章生物氧化
中药第七章生物氧化
产 生 的 CO2 、 H2O 由 物 质 中
的碳和氢直接与氧结合生成。
二、生物氧化的过程
糖原
三酯酰甘油
葡萄糖
脂酸+甘油 乙酰CoA
蛋白质 氨基酸
TAC
CO2 2H
ADP+Pi ATP
呼吸链
H2O
三、二氧化碳生成方式 四、代谢物氧化方式
生物氧化中物质的氧化方式有加氧、脱氢、失电子,遵循氧 化还原反应的一般规律。
离,基本作用机制是破坏电子传递过程建立的跨内膜的质子
电化学梯度,使电化学梯度储存的能量以热能形式释放,
ATP的生成受到抑制。
如:二硝基苯酚(dinitrophenol, DNP) ;解偶联蛋 白(uncoupling protein,UCP1)。
解偶联蛋白作用机制(棕色脂肪组织线粒体)
热能
H+
胞液侧
Cyt c
解偶联 蛋白
Ⅰ
基质侧
Q Ⅱ
Ⅲ
F0 Ⅳ
F1
ADP+Pi ATP
H+
5、ATP合酶抑制剂
这类抑制剂对电子传递及ADP磷酸化均有抑制作用。
例如寡霉素(oligomycin)可结合F0单位,二环己基碳二亚 胺(dicyclohexyl carbodiimide, DCCP)共价结合F0的c亚
基谷氨酸残基,阻断质子从F0质子半通道回流,抑制ATP 合酶活性。由于线粒体内膜两侧质子电化学梯度增高影响
第七章生物氧化
第七章⽣物氧化
第六章⽣物氧化
第⼀节概述
⼀、⽣物氧化的意义
⽣物机体在⽣命过程中需要能量,如⽣物合成、物质转运、运动、思维和信息传递等都需要消耗能量,这些能量从哪⾥来呢?能量的来源,主要依靠⽣物体内糖、脂肪、蛋⽩质等有机化合物在体内的氧化。
有机物质在⽣物细胞内氧化分解,最终彻底氧化成⼆氧化碳和⽔,并释放能量的过程,称为⽣物氧化。⽣物氧化是在细胞中进⾏的,所以⽣物氧化⼜称为细胞呼吸。⽣物氧化为机体⽣命活动所需要的能量。
真核⽣物细胞的⽣物氧化在线粒体中进⾏,原核⽣物细胞,⽣物氧化在细胞质膜上进⾏。
⼆、⽣物氧化的特点
⽣物氧化与体外物质氧化或燃烧的化学本质是相同的,最终产物是⼆氧化碳和⽔,所释放的能量也相等。但⽣物氧化与⾮⽣物氧化所进⾏的⽅式不同,其特点为:
1、⽣物氧化在细胞内进⾏,是在体温和接近中性PH和有⽔的环境进⾏的,是在⼀系列酶、辅酶和传递体的作⽤下逐步进⾏的,每⼀步反应都放出⼀部分能量,逐步释放的能量的总和与同⼀氧化反应在体内进⾏是相同。这样不会因氧化过程中能量骤然释放,体温突然上升⽽损害机体,⽽且释放的能量也能有效地利⽤。
2、⽣物氧化过程所释放的能量通常先贮存在⼀些⾼能化合物如ATP
中,ATP相当于⽣物体内的能量转运站。
3、有机化合物在体内外是碳在氧中燃烧,产⽣⼆氧化碳,⽽⽣物氧化是通过羧酸脱羧作⽤产⽣⼆氧化碳。
第⼆节线粒体氧化体系
⽣物体内存在多种氧化体系,其中最重要的是存在与线粒体中线粒体氧化体系。此外还有微粒体氧化体系、过氧化体氧化体系、细菌的⽣物氧化体系等。
⼀、呼吸链的概念
在⽣物氧化过程中,代谢物的氢由脱氢酶激活,脱下来的氢经过⼏种传递体的传递,将电⼦传递到细胞⾊素体系,最后将电⼦传递给氧,活化的氢
生物化学:第七章 生物氧化
呼吸链中包括5类成分:
①NAD/NADP
主要作为一类不需氧脱氢酶的的辅酶。有NAD 和NADP,大多脱氢酶以NAD 为辅酶。 NADPH所传递的电子通常不是送入呼吸链, 而是用于合成代谢,如脂肪酸的合成。
NAD+是水溶性的,与酶蛋白可逆结合而往返于线 粒体基质与内膜之间(但不能透过内膜)。
在线粒体的基质中,NAD+接受代谢物上脱下的氢 ,生成NADH;然后与酶蛋白脱离,扩散至线粒体内 膜的内表面,将氢(电子)传递给下一个电子传递体,自 身又再生成 NAD+,返回线粒体基质继续参与代谢物的 脱氢反应。
CO2
2、α-氧化脱羧
O
O
H3C C COOH + CoASH + NAD+ 丙酮酸脱氢酶系 H3C C ~SCoA + CO2 + NADH + H+
丙酮酸
乙酰CoA
3、β-单纯脱羧
O HOOC-CH2 C COOH
草酰乙酸
4、β-氧化脱羧
草酰乙酸脱羧酶 丙酮酸羧化酶
O H3C C COOH + CO2
第七章
生物氧化
Biological Oxidation
目的要求:
1、掌握:生物氧化的概念、特点及意义;呼吸 链的概念、组成和排列顺序;体内两条重要的 呼吸链;体内的能量代谢
生物化学第七章生物氧化
生物氧化的生物学意义
所有生物必须通过生物氧化释放能量; 生物氧化产生大量中间产物用于生物体内 的其他的代谢途径。
第二节
一.概念 二.线粒体 三.电子传递链
电子传递链
概
念
• 氧化磷酸化:在生物氧化中,代谢物脱下 的电子沿着一系列电子传递链转移,最终 到分子氧,使氧还原激活,并与由脱氢酶 催化释放的氢离子结合生成水,在此过程 中伴随着自由能的释放和ATP的生成。 • 2个过程:一个是电子传递过程中的氧化还 原反应,一个是生成ATP的磷酸化反应。 • 真核细胞在线粒体中进行,而原核细胞与 细胞膜偶联。
反应 分子量 亚基 铁硫蛋白 电压 ATP合成
电子传递链的抑制剂
•
① ② ③
能够阻断呼吸链中某一特定部位电子传递 的物质叫做电子传递链抑制剂,常见的电 子传递链抑制剂有: 鱼藤酮:专一性阻断NADH→CoQ的传递, 还有安密妥等也可以; 抗霉素A:专一性阻断Cyt b →Cyt c1; 氰化物、叠氮化物等:阻断Cytaa3 →氧。 具体的抑制图可以看书p153。如图
第七章 生物氧化
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 生物氧化概述 电子传递链 氧化磷酸化 其它的末端氧化酶 小 结
第一节
生物氧化概述
一.新陈代谢 二.生物氧化的概念和特点 三.自由能和氧化还原电位 四.高能磷酸化合物 五.生物氧化的生物学意义
第七章 生物氧化
NH
HOOC CH2
O N C NH ~ P O O CH3
NH
磷酸肌酸
3)硫酯键型
O R C SCoA
酰基辅酶A
COO
4)甲硫键型
+
CH NH3 CH2 CH2 H3C S
+
A
S-腺苷甲硫氨酸
2.ATP的特点与作用
(1)ATP的特点
在pH=7环境中,ATP分子中的三个磷酸
基团完全解离 ,具有较大势能,加之水 解产物稳定,因而水解自由能很大 。 ATP + H2O = ADP + Pi G =-30.5kJ•MOL-1
NH HOOC CH2 N C NH2 CH3 肌酸
ATP
ADP
HOOC CH2
O N C NH ~ P O O CH3
NH
磷酸肌酸
第二节
生物氧化
一.生物氧化的特点和方式
生物氧化(biological oxidation):
糖类、脂肪、蛋白质等有机物质在 细胞中进行氧化分解生成CO2和H2O, 并释放出能量的过程。 实质:是需氧细胞在呼吸代谢过程中 所进行的一系列氧化还原反应过程。
4.碳的氧化和氢的氧化非同步进行。氧 化过程中脱下来的氢质子和电子,由 载体(如NADH等)传递到氧并生成水。
5.生物氧化是分步进行的过程。每一 步都由特殊的酶催化,逐步进行的 反应模式有利于在温和的条件下释 放能量,提高能量利用率。
生物化学知识点与题目第七章生物氧化
第七章生物氧化
知识点:
一、生物氧化的特点和方式,高能化合物
生物氧化的特点;CO2生成的两种脱羧方式;高能化合物
二、线粒体的结构和功能、呼吸链与氧化磷酸化
线粒体内膜与外膜对于物质的通透性;线粒体内膜和基质中发生的反应;呼吸链的组成;递氢体与递电子体;偶联部位;呼吸链的抑制剂及其抑制部位;P/O;氧化磷酸化
三、线粒体外NADH(或NADPH)的氧化磷酸化
线粒体外NADPH异柠檬酸穿梭作用;
线粒体外NADH磷酸甘油穿梭作用;苹果酸穿梭作用,分别偶联几个ATP的生成
一、生物氧化的特点和方式,高能化合物
知识点:生物氧化的特点;CO2生成的两种脱羧方式;高能化合物
名词解释:
生物氧化;高能化合物
填空题:
1.生物氧化是在细胞中,同时产生的过程。
2.是所有生命形式的主要的能量载体。
3.是高能磷酸化合物的贮存形式,可随时转化为ATP供机体利用。
4.高能磷酸化合物通常是指水解时的化合物,其中重要的是,被称为能量代谢的。
选择题:
1.生物氧化的底物是:
A、无机离子
B、蛋白质
C、核酸
D、小分子有机物
2、下列不属于高能化合物的是:
A、1,3-二磷酸甘油酸
B、磷酸烯醇式丙酮酸
C、NTP
D、dNDP
E、1-磷酸葡萄糖
3、下列不属于高能化合物的是:
A、磷酸肌酸
B、脂酰~SCoA
C、乙酰~SCoA
D、dNDP
E、1-磷酸葡萄糖
4.A TP含有几个高能键:
A、1个
B、2个
C、3个
D、4个
5.除了哪一种化合物外,下列化合物都含有高能键?
A、磷酸烯醇式丙酮酸
B、磷酸肌酸
C、ADP
D、G-6-P
E、1,3-二磷酸甘油酸
6.呼吸链的电子传递体中,有一组分不是蛋白质而是脂质,这就是:
生物化学第七章生物氧化.ppt课件
(二)呼吸链成分的排列顺序
由以下实验确定 ① 标准氧化还原电位 ② 拆开和重组 ③ 特异抑制剂阻断 ④ 还原状态呼吸链缓慢给氧
1. NADH氧化呼吸链
NADH →复合体Ⅰ→Q →复合体Ⅲ→Cyt c → 复合体Ⅳ→O2
2. 琥珀酸氧化呼吸链
琥珀酸 →复合体Ⅱ →Q →复合体Ⅲ→Cyt c → 复合体Ⅳ→O2
• 而电子传递过程中释放的自由能储存于 ATP的过程,是吸能的过程。
• 放能和吸能的过程相偶联就是氧化磷酸化 的主要内涵。
• P/O比:指一对电子通过呼吸链传至氧所产 生的ATP分子数,或者指电子经过呼吸链传 递消耗一个原子的氧所要消耗的无机磷的分 子数,它反映氧化磷酸化的效率。
• NADH • FADH2
• 这个氧化电对倾向于将电子传递给氧还电对 NADH/NAD+,因为其标准电势为-0.32V。
• 三、电子传递与氧化呼吸链
* 生物氧化的一般过程
糖原
三酯酰甘油
葡萄糖
脂酸+甘油
乙酰CoA
蛋白质 氨基酸
TAC
CO2 2H
ADP+Pi ATP
呼吸链
H2O
呼吸链的概念
代谢物脱下的成对氢原子(2H)通过多种酶和 辅酶所催化的链式反应逐步传递,最终与氧结 合生成水。这一系列酶和辅酶所组成的且与细 胞利用氧有关的链式反应称为呼吸链 (respiratory chain)又称电子传递链(electron transfer chain)。
2020年(生物科技行业)生物化学习题(生物能学与生物氧化)
(生物科技行业)生物化学习题(生物能学与生物氧
化)
生物化学习题(生物能学和生物氧化)
壹、名词解释:
1.生物氧化(bioogicaloxidation)生物体内有机物质氧化而产生大量能量的过程称为生物氧化。生物氧化在细胞内进行,氧化过程消耗氧放出二氧化碳和水,所以有时也称之为“细胞呼吸”或“细胞氧化”。生物氧化包括:有机碳氧化变成CO2;底物氧化脱氢、氢及电子通过呼吸链传递、分子氧和传递的氢结成水;在有机物被氧化成CO2和H2O的同时,释放的能量使ADP转变成ATP。
2.呼吸链(respiratorychain)有机物在生物体内氧化过程中所脱下的氢原子,经过壹系列有严格排列顺序的传递体组成的传递体系进行传递,最终和氧结合生成水,这样的电子或氢原子的传递体系称为呼吸链或电子传递链。电子在逐步的传递过程中释放出能量被用于合成ATP,以作为生物体的能量来源。
3.氧化磷酸化(oxidativephosphorylation)在底物脱氢被氧化时,电子或氢原子在呼吸链上的传递过程中伴随ADP磷酸化生成ATP的作用,称为氧化磷酸化。氧化磷酸化是生物体内的糖、脂肪、蛋白质氧化分解合成ATP的主要方式。
4.磷氧比(P/O)电子经过呼吸链的传递作用最终和氧结合生成水,在此过程中所释放的能量用于ADP磷酸化生成ATP。经此过程消耗壹个原子的氧所要消耗的无机磷酸的分子数(也是生成ATP的分子数)称为磷氧比值(P/O)。如NADH的磷氧比值是3,FADH2的磷氧比值是2。
5.底物水平磷酸化(substratelevelphosphorylation)在底物被氧化的过程中,底物分子内部能量重新分布产生高能磷酸键(或高能硫酯键),由此高能键提供能量使ADP(或GDP)磷酸化生成ATP(或GTP)的过程称为底物水平磷酸化。此过程和呼吸链的作用无关,以底物水平磷酸化方式只产生少量ATP。
生物化学第七章生物氧化
生物化学第七章生物氧化
适用于高中生物竞赛
一、生物氧化的概念和特点:
物质在生物体内氧化分解并释放出能量的过程称为生物氧化。与体外燃烧一样,生物氧化也是一个消耗O2,生成CO2和H2O,并释放出大量能量的过程。但与体外燃烧不同的是,生物氧化过程是在37℃,近于中性的含水环境中,由酶催化进行的;反应逐步释放出能量,相当一部分能量以高能磷酸酯键的形式储存起来。
二、线粒体氧化呼吸链:
在线粒体中,由若干递氢体或递电子体按一定顺序排列组成的,与细胞呼吸过程有关的链式反应体系称为呼吸链。这些递氢体或递电子体往往以复合体的形式存在于线粒体内膜上。主要的复合体有:
1.复合体Ⅰ(NADH-泛醌还原酶):由一分子NADH还原酶(FMN),两分子铁硫蛋白(Fe-S)和一分子CoQ组成,其作用是将(NADH+H+)传递给CoQ。
铁硫蛋白分子中含有非血红素铁和对酸不稳定的硫。其分子中的铁离子与硫原子构成一种特殊的正四面体
结构,称为铁硫中心或铁硫簇,铁硫蛋白是单电子传递体。泛醌(CoQ)是存在于线粒体内膜上的一种脂溶性醌类化合物。分子中含对苯醌结构,可接受二个氢原子而转变成对苯二酚结构,是一种双递氢体。
2.复合体Ⅱ(琥珀酸-泛醌还原酶):由一分子琥珀酸脱氢酶(FAD),两分子铁硫蛋白和两分子Cytb560组成,其作用是将FADH2传递给CoQ。
细胞色素类:这是一类以铁卟啉为辅基的蛋白质,为单电子传递体。细胞色素可存在于线粒体内膜,也可存在于微粒体。存在于线粒体内膜的细胞色素有Cytaa3,Cytb(b560,b562,b566),Cytc,Cytc1;而存在于微粒体的细胞色素有CytP450和Cytb5。
07第七章 生物氧化(1)
第七章 生物氧化机体外通过燃烧获得热量与能
量!
那么,
蛋我们机体内如何获得能量?
能量的储备形式?
能量的产生过程与医学关系?
线粒体结构
二、生物氧化的基本特点
1.在细胞中进行,体温和适宜的pH,酶促
反应。
2.能量逐步释放,储存于高能化合物中。
是有机酸脱羧反应生成,3.氧化终产物CO
2
H
O是有机物脱下的H经氢或电子的传递
2
反应,最终与氧结合而成
一、呼吸链的概念
呼吸链:又称电子传递链,指起递氢或递电子作用的酶或辅酶按一定顺序排列在线粒体内膜上,组成的递氢或递电子体系
NAD+ :辅酶Ⅰ
•NAD+可接受多种代谢产物脱下的2H
(2H++2e),然后经黄素蛋白、铁硫蛋白等传递给UQ。
铁硫蛋白
•它主要以 (2Fe-2S) 或 (4Fe-4S) 形式存在。(2Fe-2S)含有两个活泼的无机硫和两个铁原子。铁硫蛋白通过Fe3+ Fe2+变化起传递电子的作用
铁-硫中心(Iron-sulfur Centers)
辅酶-Q的功能•Q (醌型结构) 很容易接受电子和质子,
(还原还原成QH
2
也容易给型);QH
2
出电子和质子,重新氧化成Q。因此,它在线粒体呼吸链中作为电子和质子的传递体。
底物到辅酶Q
的电子流动
细胞色素c(cyt.c)•它是电子传递链中一个
独立的蛋白质电子载体,
位于线粒体内膜外表,
属于膜周蛋白,易溶于
含
水。它与细胞色素c
1
有相同的辅基,但是蛋
白组成则有所不同。在
电子传递过程中,cyt.
c通过Fe3+ Fe2+ 的
互变起电子传递中间体
作用。
细胞色素c氧化酶 简写为cytc 氧化酶,
即复合物IV,它是
位于线粒体呼吸链
第7章 生物氧化
第七章生物氧化
──形成性评价
一、选择题
1.关于电子传递链的叙述,哪个是不正确的?( D )
A、线粒体内有NADH氧化呼吸链和FADH2氧化呼吸链
B、呼吸链有一系列的递氢体和递电子体组成
C、呼吸链上的递氢体和递电子体基本上按其标准氧化还原电位从低到高排列
D、线粒体呼吸链是细胞产生能量的唯一反应途径
E、CoQ和CytC都是呼吸链中的游离成分
2.下列化合物中除( C )外都是呼吸链的组成成分。()
A、CoQ
B、Cytb
C、CoA
D、FAD
E、NAD+
3.各种细胞色素在呼吸链中的排列顺序是:( D )
A、C→b1→C1→aa3→O2
B、C→C1→b→aa3→O2
C、C1→C→b→aa3→O2
D、b→C1→C→aa3→O2
E、b→C→C1→aa3→O2
4.线粒体外NADH经α-磷酸甘油穿梭作用,进入线粒体内进行氧化磷酸化,生成(D错误)个ATP。
A、1
B、1.5 (对)倒数第二张PPT
C、2
D、2.5
E、3 5.下列关于化学渗透学说,哪种叙述是不对的?(E×)
A. H+返回膜内时可以推动ATP合酶合成A TP
B. 呼吸链有质子泵的作用,可将质子从线粒体基质转移到膜间隙
C. 线粒体内膜外侧H+可以自由返回膜内√
D. 呼吸链各组分按特定的位置排列在线粒体内膜上
E、ATP合酶也称为复合体Ⅴ
6.肌肉组织中能量的主要贮存形式是( C ×) 42张PPT
A.GTP B.磷酸烯醇式丙酮酸C.A TP D.TTP E.磷酸肌酸√7.人体内各种活动的能量直接供给者是(C )
A.萄萄糖B.GTP C.ATP D.乙酰CoA E.蛋白质
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(生物科技行业)第七章生
物氧化
第六章生物氧化
第壹节概述
壹、生物氧化的意义
生物机体在生命过程中需要能量,如生物合成、物质转运、运动、思维和信息传递等都需要消耗能量,这些能量从哪里来呢?能量的来源,主要依靠生物体内糖、脂肪、蛋白质等有机化合物在体内的氧化。
有机物质在生物细胞内氧化分解,最终彻底氧化成二氧化碳和水,且释放能量的过程,称为生物氧化。生物氧化是在细胞中进行的,所以生物氧化又称为细胞呼吸。生物氧化为机体生命活动所需要的能量。
真核生物细胞的生物氧化在线粒体中进行,原核生物细胞,生物氧化在细胞质膜上进行。
二、生物氧化的特点
生物氧化和体外物质氧化或燃烧的化学本质是相同的,最终产物是二氧化碳和水,所释放的能量也相等。但生物氧化和非生物氧化所进行的方式不同,其特点为:
1、生物氧化在细胞内进行,是在体温和接近中性PH和有水的环境进行的,是在壹系列酶、辅酶和传递体的作用下逐步进行的,每壹步反应都放出壹部分能量,逐步释放的能量的总和和同壹氧化反应在体内进行是相同。这样不会因氧化过程中能量骤然释放,体温突然上升而损害机体,而且释放的能量也能有效地利用。
2、生物氧化过程所释放的能量通常先贮存在壹些高能化合物如ATP 中,ATP相当于生物体内的能量转运站。
3、有机化合物在体内外是碳在氧中燃烧,产生二氧化碳,而生物氧化是通过羧酸脱羧作用产生二氧化碳。
第二节线粒体氧化体系
生物体内存在多种氧化体系,其中最重要的是存在和线粒体中线粒体氧化体系。此外仍有微粒体氧化体系、过氧化体氧化体系、细菌的生物氧化体系等。
壹、呼吸链的概念
在生物氧化过程中,代谢物的氢由脱氢酶激活,脱下来的氢经过几种传递体的传递,将电子传递到细胞色素体系,最后将电子传递给氧,活化的氢(H+)和活化的氧(O2-)结合成水,在这个过程中构成的传递链称为电子传递链,或呼吸链。
二、呼吸链的组成
构成呼吸链的成分有20多种。大致可将它们分成五类。即以NAD+或NADP+为辅酶的脱氢酶类;以FAD或FMN为辅基的黄素蛋白酶类;铁硫蛋白类;泛醌和细胞色素类。依具体功能又可分为递氢体和递电子体。
(壹)递氢体
在呼吸链中即可接受氢又可把所接受的氢传递给另壹种物质的成分叫递氢体,包括:
1、NAD+和NADP+
NAD+和NADP+是不需氧脱氢酶的辅酶。它们分别可和不同的酶蛋白组成多种功能各异的不需氧脱氢酶。辅酶分子能可逆地加氢和
脱氢。
2、FAD和FMN
FAD和FMN是黄素蛋白(又称黄素酶)类的辅基。它们能可逆地加氢和脱氢。
3、泛醌
泛醌(Q),因广泛分布和生物界且具有醌的结构而得名。它以1,4-苯醌作为传递H+和e的反应核心,氧化仍原过程是先接受壹个H+和e变成半醌,在接受壹个H+和e变成氢醌。
氧化仍原总反应为:
(二)递电子体
既能接受电子又能将电子传递出去的物质叫做递电子体。呼吸链中的递电子体包括俩类。
1、铁硫蛋白类
铁硫蛋白(Fe-S)是存在于线粒体内膜上的壹类和电子传递有关的蛋白质。现已发现的铁硫蛋白有九种,各种铁硫蛋白中均含有铁和对硫不稳定的硫,用硫酸处理可释放出H2S。Fe-S代表铁硫蛋白电子传递的反应中心,即称铁硫中心。Fe-S中的Fe均和蛋白质分子中半胱氨酸残基上的-SH中的S结合。
铁硫中心的Fe原子能可逆地获得和丢失电子,在呼吸链中起到传递电子的作用:
2、细胞色素类
细胞色素(Cyt)是广泛分布于需氧生物线粒体内膜上的壹类传递电
子的色素蛋白,其辅基为含铁卟啉的衍生物。参和线粒体生物氧化体系的有Cyta、a3、b、c和c3。Cyta、b和c的辅基分别是血红素A、B和C。细胞色素电子传递作用就是依靠分子中铁离子化合价的可逆变化而实现的。
目前尚不能将Cyta和a3分开,故将它们合称为细胞色素氧化酶。它们靠分子中所含的铜的氧化仍原变化()来实现电子传递作用。三、呼吸链中传递体的排列顺序
呼吸链中氢和电子的传递有严格的顺序和方向,这些顺序和方向是根据各种递氢体和递电子体的标准氧化仍原电位数值的测定,且利用某些特异的抑制剂切断其中的电子流后,再测定电子传递链中各组分的氧化仍原态,以及在体外将电子传递体重新组成呼吸链等实验而得到结论。
用去垢剂温和处理线粒体内膜,能够得到四种电子传递复合体,每壹种复合体代表完整呼吸链的壹部分,具有各自独特的功能。
复合体Ⅰ:指呼吸链从NAD+到泛醌之间的组分,整个复和物嵌在线粒体内膜上。NADH脱下的氢经复合体Ⅰ中FMN、铁硫
蛋白等传递给Q,和此同时拌有质子从线粒体基质转移到
线粒体外(膜间隙)。
复合体Ⅱ:介于琥珀酸到泛醌之间,能将2H从琥珀酸传给FAD,然后经铁硫蛋白传递至Q。Q能够接受复合体Ⅰ和Ⅱ传递的
氢,将质子释放到线粒体基质中,将电子传递给复合体Ⅲ。复合体Ⅲ:从Q到细胞色素C之间的呼吸链组分,包含Cytb、c1、
铁硫蛋白以及其他多种蛋白质。。复合体Ⅲ在Q和细胞色
素之间传递电子,和此同时拌有质子从线粒体基质中转移
到线粒体外。
复合体Ⅳ:又称细胞色素氧化酶,包括细胞色素Cytaa3,电子从细胞色素C通过复合体Ⅳ传递给氧,同时引起质子从线粒体基
质向外流动。
因此,代谢物氧化脱下的氢及电子在四个复合体中的传递顺序是:代谢物脱下的氢及电子经复合体Ⅰ或Ⅱ传递给Q,Q将氢释放在线粒体基质中,将电子传递给复合体Ⅲ,复合体Ⅲ再将电子转移给复合体Ⅳ,最后将电子传递给氧。这样活化的氧可和基质中的氢结合成水。整个呼吸链电子传递的同时,伴有质子从线粒体基质流向线粒体外,从而产生质子跨膜梯度,形成膜电位,导致ATP的生成。
四、呼吸链的类型
呼吸链按其组成成分、排列顺序和功能上的差异分为俩种。
1、NADH呼吸链
该呼吸链由仍原型辅酶I作为起始而得名。是人和动物细胞内的主要呼吸。这是因为有机物质在氧化过程中的大多数脱氢酶都是以NAD+作用辅酶的缘故。NADH呼吸链的组分和排列顺序如图:2、FAD呼吸链
该呼吸链以FADH2起始而得名。体内尚有许多代谢物以FAD为辅基的酶参和脱氢氧化作用。FAD呼吸链个组分和排列顺序如图:五、呼吸链的作用