电子传递和氧化呼吸链
电子传递和氧化呼吸链
脂肪
多糖
蛋白质
脂肪酸、甘油
葡萄糖、 其它单糖
氨基酸
乙酰CoA
磷酸化
电子传递 （氧化）Fra bibliotek+Pi
e-
三羧酸 循环
生物氧化的三个阶段
大分子降解成 基本结构单位
小分子化合物分 解成共同的中间 产物（如丙酮酸 、乙酰CoA等）
共同中间产物进 入三羧酸循环,氧 化脱下的氢由电 子传递链传递生 成H2O，释放出大 量能量，其中一 部分通过磷酸化 储存在ATP中。
Reduced
方法四:分 离并鉴定 每个多蛋 白质复合 物：
链上组分 中特有的 电子供体 和受体可 以确定。
（三）呼吸链的组成 琥珀酸等
黄素蛋白酶类 （flavoproteins, FP）
黄素蛋白 （FAD）
铁-硫蛋白类 （iron—sulfur proteins)
铁硫蛋白 （Fe-S）
细胞色素类
二、电子传递链（呼吸链）
（一）线粒体结构特点 （二）电子传递呼吸链的概念 （三）呼吸链的组成 （四）机体内两条主要的呼吸链及其能量变化 （五）电子传递抑制剂
（一）线粒体结构
嵴
➢线粒体外膜
自由透过小分子和离子
➢线粒体内膜
不能自由透过大部分小分子和离子 ,包括H+。
含有：电子传递体（复合体I、II 、III、IV）
（二）线粒体呼吸链
线粒体基质是呼吸底物氧化的场所，底物在这 里氧化所产生的NADH和FADH2将质子和电子转 移到内膜的载体上，经过一系列氢载体和电子载 体的传递，最后传递给O2生成H2O。这种由载体 组 成 的 电 子 传 递 系 统 称 电 子 传 递 链 （ electron transfer chain),因为其功能和呼吸作用直接相关 ，亦称为呼吸链。
生物化学：第二节 电子传递链
4.辅酶Q（CoQ）
辅酶Q属于醌类，由于它广泛存在于生物系统中，所 以又叫泛醌(UQ)。
辅酶Q是呼吸链中唯一的非蛋白质组分。它分子小 ，且呈脂溶性，可以在线粒体内膜的磷脂双分子层的 疏水区自由扩散，往返于比较固定的蛋白质类的电子 传递体之间进行电子传递。
5、细胞色素
细胞色素是以铁卟啉(血红素)为辅基的蛋白质，红 色，广泛存在于生物细胞中。
由NADH开始的呼吸链 —— NADH呼吸链； 由FADH2开始的呼吸链 —— FADH2呼吸链。
2、电子传递链分布 原核细胞存在于质膜上 真核细胞存在于线粒体的内膜上
二. 呼吸链的组成
电子传递中有四个复合体参与：
NADH-CoQ还原酶（复合物I） 琥珀酸-CoQ还原酶（复合物Ⅱ ） CoQ-细胞色素c还原酶（复合物III ） 细胞色素氧化酶（复合物Ⅳ）
五. 呼吸链的电子传递过程
呼吸链各复合体在线粒体内膜中的位置
呼吸链中的电子传递体：
1. 烟酰胺脱氢酶
是指以NAD+或NADP+为辅酶的脱氢酶, 属于烟 酰胺的衍生物。以NAD+为辅酶的脱氢酶主要参与线 粒体底物到分子氧的传递, 以 NADP+为辅酶的脱氢 酶主要参与将电子传给生物合成过程.
呼吸链中的电子传递体：
琥珀酸脱氢酶催化琥珀酸氧化为延胡索酸，同时其辅基FAD 还原为FADH2，然后FADH2又将电子传递给Fe-S聚簇。
最后电子由Fe-S聚簇传递给琥珀酸-Q还原酶的辅酶CoQ。 这一步不能形成的ATP.
功能 ：将电子从琥珀酸传递给泛醌
三、CoQ-细胞色素c还原酶 （复合体Ⅲ）
功能：将电子从泛 醌传递给细胞色素 C
2. 黄素脱氢酶 以FMN,FAD为辅酶
第三节 电子传递和氧化呼吸链
传递电子机理：Fe3+
-e
Fe2+
铁硫蛋白参与电子传递
2Fe-2S
2Fe-2S
4Fe-4S
Different types of iron-sulfur centers
Iron atoms cycle between Fe2+ (reduced) and Fe3+(oxidized). Ferredoxin（铁氧还蛋白）
CoASH NAD+
CH3COSCoA+CO2
NADH+H+
代谢物在脱氢酶催化下脱下的氢由相应的氢载 体（NAD+、NADP+、FAD、FMN等）所接受，再 通过一系列递氢体或递电子体传递给氧而生成H2O 。 例：
CH3CH2OH
乙醇脱氢酶
（三）H2O的生成
CH3CHO
NAD+
NADH+H+
NAD+
生物氧化和有机物在体外氧化（燃烧） 的实质相同，都是脱氢、失电子或与氧 结合，消耗氧气，都生成CO2和H2O，所 释放的能量也相同。但二者进行的方式 和历程却不同：
细胞内温和条件（常温、常压、 高温或高压、干燥条件 中性pH、水溶液）
一系列酶促反应
逐步氧化放能，能量利用率高 释放的能量转化成ATP被利用
（一）生物氧化的特点
在活的细胞中（pH接近中性、体温条件下）， 有机物的氧化在一系列酶、辅酶和中间传递体参与 下进行，其途径迂回曲折，有条不紊。 氧化过程中 能量逐步释放，其中一部分由一些高能化合物（如 ATP）截获，再供给机体所需。在此过程中既不会
因氧化过程中能量骤然释放而伤害机体，又能使释
放的能量尽可能得到有效的利用。
生物化学复习总结之呼吸链
细胞色素（cห้องสมุดไป่ตู้tochromes）
• 细胞色素都是膜结合蛋
白。 • 不同种类的细胞色素的辅 基结构及与蛋白质连接的 方式是不同的 • 不同的血红素有不同的特 征吸收谱带； • 血红素的氧化态与还原态 的光吸收是不同的。 • 唯一水溶性的细胞色素； • 分子量为~13,000；
Cytochrome C
复合物Ⅱ ：琥珀酸到泛醌
呼吸链上还有其他底物的电子流经Q，但不 经过复合物II： – 脂酰CoA脱氢酶 – 3-磷酸甘油脱氢酶 往往将这些由FAD作为辅基的脱氢酶统称 为琥珀酸脱氢酶类。
复合物Ⅲ ：泛醌到Cyt c
（细胞色素bc1复合物或CoQ: Cyt c氧化还原酶）
又称细胞色素bc1复合物，或泛醌：细胞色
底物水平磷酸化
(Substrate Level Phosphorylation)
• 底物分子首先因脱氢、脱水等作用形成一种高能中间 化合物; • 高能中间化合物是由于底物氧化时底物内分子重排形 成的； • 高能键通过转磷酰基给ADP，转移时有非常大的平衡 常数和一个大的ΔGº’ 负值；
• 一分子高能中间化合物只能形成一个ATP；
• 基质水平磷酸化是酵解过程中获取能量的唯一方式。
氧化磷酸化
（Oxidative Phosphorylation)
生物氧化过程中，代谢物脱下的氢经呼吸链氧化
为水时所释放的能量转移给ADP形成ATP的过程。实 际上是氧化作用与氧化作用过程释放的能量用于形成 ATP的过程（磷酸化作用）两种作用的偶联反应。
F1F0-ATP合酶抑制剂
解偶联剂
ATP/ADP交换体抑制剂
的活性基团。 铁硫中心的结构：最简单的是单铁原子与4个Cys的SH相连；更复杂的是有2个或4个铁原子。Rieske铁 硫蛋白则为1个铁原子与两个His残基相连。 蛋白含有的铁是非血红素铁,它借铁的价态变进行电子 传递，氧化型与还原型的的颜色不同，Fe3+为红、 绿，而Fe2+为无色. 注意：铁硫蛋白在电子传递链中，虽然起到传电子的作用， 但这不是传递链中一个单独的组分，往往是与其它组分 结合在一起共同起传递电子的作用。
生物化学第24章生物氧化——电子传递和氧化磷酸化作用
原电池的结构
检流计 负极，氧化反应 负极， 正极，还原反应 正极，
电解装置
阴极，还原反应 阴极， 阳极，氧化反应 阳极，
电极电势和电动势
RT [电子受体] 能斯特方程 E n = E 0 + ln b nF [电子供体]
a
式中E 为标准电极电势， 式中 0 为标准电极电势，即反应物和产物的活 度都为1（ 如果是气体则为1atm） ， 温度 ℃ 下的 度都为 （ 如果是气体则为 ） 温度25℃ 电极电势。规定氢电极的标准电极电势为0。 电极电势。规定氢电极的标准电极电势为 。令标准 氢电极为负极，其它电极为正极， 氢电极为负极 ， 其它电极为正极 ， 得到电池的电动 此电动势即为其它电极的标准电极电势。 势，此电动势即为其它电极的标准电极电势。 两个电极组成电池的电动势
电子传递链
呼吸电子传递链主要由蛋白质复合体组成， 呼吸电子传递链主要由蛋白质复合体组成 ， 在线粒体内膜上有4种参与电子传递的蛋白质复 在线粒体内膜上有 种参与电子传递的蛋白质复 合体， 合体，分别为 NADH－Q还原酶 NADH－Q还原酶（NADH-Q reductase） 还原酶（ reductase） 琥珀酸－ 还原酶 还原酶（ 琥珀酸－Q还原酶（succinate-Q reductase） ） 细胞色素还原酶（ 细胞色素还原酶（cytochrome reductase） ） 细胞色素氧化酶（ 细胞色素氧化酶（cytochrome oxidase） ）
电子传递形成跨膜的 质子梯度
在电子传递过程中， 伴随有H 在电子传递过程中，还伴随有 +从线粒体内膜 的基质侧，向内膜的外侧运输， 的基质侧，向内膜的外侧运输，结果造成跨线粒体 内膜的质子梯度，这样在膜内外既造成质子的浓度 内膜的质子梯度， 梯度，又造成电势梯度， 梯度，又造成电势梯度，这种电化学势梯度贮存有 能量。 能量。也就是电子传递过程中释放的能量转变成跨 线粒体内膜的电化学势梯度中贮存的能量。 线粒体内膜的电化学势梯度中贮存的能量。当质子 由膜的外侧向内侧运动时，推动ATP合成。这个过 合成。 由膜的外侧向内侧运动时，推动 合成 程称为氧化磷酸化。 程称为氧化磷酸化。
生物化学：第二节 电子传递链
2、电子传递链分布 原核细胞存在于质膜上 真核细胞存在于线粒体的内膜上
二. 呼吸链的组成
电子传递中有四个复合体参与：
NADH-CoQ还原酶（复合物I） 琥珀酸-CoQ还原酶（复合物Ⅱ ） CoQ-细胞色素c还原酶（复合物III ） 细胞色素氧化酶（复合物Ⅳ）
铁硫中心只有1个Fe起氧化还原反应，在氧化型（ Fe3+）和还原型（Fe2+）之间转变。
呼吸链中的电子传递体：
3. 铁硫蛋白
铁硫蛋白在呼吸链中作为电子传递体，不传递氢 。
呼吸链中的铁硫蛋白通常与其它的电子传递体的 蛋白质（如黄素酶、细胞色素）结合成复合物，从 而具有不同的氧化还原电位，在呼吸链的不同部位 传递电子。目前对其具体作用机制并不十分清楚.
五. 呼吸链的电子传递过程
呼吸链各复合体在线粒体内膜中的位置
呼吸链中的电子传递体：
1. 烟酰胺脱氢酶
是指以NAD+或NADP+为辅酶的脱氢酶, 属于烟 酰胺的衍生物。以NAD+为辅酶的脱氢酶主要参与线 粒体底物到分子氧的传递, 以 NADP+为辅酶的脱氢 酶主要参与将电子传给生物合成过程.
呼吸链中的电子传递体：
（一）NADH-CoQ还原酶（复合物1） 由FMN + 铁硫蛋白
功能：先与NADH结合并将NADH上的两个高势能 电子转移到FMN辅基上，使NADH氧化，并使 FMN还原。
NADH+H++FMN
FMNH2+NAD+
二、琥珀酸-CoQ还原酶（复合体Ⅱ ）
琥珀酸脱氢酶，它是嵌在线粒体内膜的酶蛋白。也是此复合 体的一部分，其辅基包括FAD和Fe-S聚簇。
解释氧化呼吸链
解释氧化呼吸链氧化呼吸链是生物体中产生能量的重要过程之一。
通过氧化呼吸链，有机物在细胞内被氧气氧化，同时释放出能量，产生三磷酸腺苷（ATP），在维持生命活动中起到重要作用。
氧化呼吸链主要发生在细胞的线粒体内。
线粒体是细胞内的“能量中心”，其中的某些部位包含了多个呼吸酶和载体分子。
这些呼吸酶和载体分子构成了氧化呼吸链。
氧化呼吸链主要由四个复合物组成，它们是复合物I、复合物II、复合物III和复合物IV。
每一个复合物都包含多种蛋白质和辅因子，它们相互协作形成了一个高效的能量释放系统。
在氧化呼吸链的第一步中，复合物I接收来自葡萄糖分解产物的负电子，将它们传递给辅因子辅酶Q。
随后，这些电子被辅酶Q与复合物III之间的蛋白质亮氨酸传递。
复合物III接收到这些电子后，将它们传递给另一个辅因子细胞色素c。
最后，细胞色素c将电子传递给复合物IV。
在复合物IV中，电子与氧气结合，形成水分子。
与此同时，复合物IV中的质子泵将质子跨越线粒体内膜，创建了质子梯度。
这个质子梯度被利用来产生ATP。
线粒体内膜中的复合物V（ATP合酶）利用质子梯度的能量，催化ADP和无机磷酸根结合形成ATP。
这个质子梯度的形成与线粒体内膜的不对称性密切相关。
线粒体内膜具有很高的不透性，只有质子通道允许质子通过。
当质子被抽出线粒体基质，形成质子梯度时，线粒体内膜会变得更加负电，这使得线粒体内膜的负电位差更大。
最终，当质子通过线粒体内膜的质子通道流向线粒体基质时，线粒体内膜的负电位差被解除，完成了氧化呼吸链过程中质子的转运。
氧化呼吸链的最终产物是水和ATP。
水是由氧气和质子结合而成的，而ATP是氧化呼吸过程中释放出的能量形式。
通过氧化呼吸链，生物体能够从食物中获得能量，并将其转化为细胞内能量分子ATP。
尽管氧化呼吸链是一种高效的能量产生过程，但它也存在一些问题。
例如，过程中产生的氧自由基会对细胞内的DNA、蛋白质和脂质等分子造成损伤。
为了应对这一问题，细胞内存在一系列的抗氧化防御系统，来保护细胞内的分子不受损害。
浙大生物化学课件9：生物氧化
2Fe2+ Cyta 2Fe3+
2Cu2+ 2Cu+
2Fe2+
Cyta3 2Fe3+
细胞色素氧化酶
1 2 O2 H2O
NADH呼吸链
AH2
NAD+
FMNH 2
CoQNADH来自A+H+
Fe-S
FMN
CoQH 2
2Fe2+
b-c1-c-aa3 2Fe3+
2H+ 1 2 O2
O2-
H2O
FADH2呼吸链
琥珀酸 延胡索酸
R
还原型
NAD+、NADP+
NADH、NADPH
FMN
R
H3C
N NO
H3C
NH N
O
FMN (醌型或氧化型)
H H3C H3C
CH2 O H C OH H C OH H C OH
O PO O-
N
O PO O-
CH2 H
N O
H
H OH
H OH
NH2 N
N
CH2
H3C
N
N
O
H3C
NH N
O
FMN
FAD
S Fe
组成复合体，参与电子传 递，而且两个Fe离子中只
Fe S Fe S
有一个参与，所以是单电 子传递。
S Fe S
铁硫簇(Fe4S4) C
泛醌（CoQ）
O
H3CO
CH 3
H3CO O
(CH2 CH
CH 3 C CH 2)nH
是脂溶性醌类化合物，由于在生物中广泛存在，所 以也称泛醌。它处于呼吸链的中心枢纽，也是中间 传递体。
生物氧化08
线粒体结构
外膜: 平滑，含约50%脂类和50%蛋白，蛋白质 中有些可以形成孔道蛋白，能通过分子量小 于4000-5000的物质。 内膜: 含约20%脂类和80%蛋白。它是细胞质 和线粒体基质之间的主要屏障。内膜有许多 向内的折叠，称为嵴。嵴与嵴之间形成区室。 内膜上有许多球状颗粒（内膜球体），内膜 还含有许多富含蛋白质的跨膜颗粒（如电子 传递链颗粒、跨膜运送颗粒等）。
紫MH2
NAD+
2e＋2H＋
FMNH2
2Fe3+ 2(Fe-S) 2Fe2+ Ⅰ
CoQH2
紫M
NADH＋H＋
FMN
CoQ
NADH-Q还原酶各辅基（辅酶）的氧化还原循环
2)琥珀酸-Q还原酶（复合体Ⅱ ）
琥珀酸脱氢酶也是此复合体的一部分，位于线粒 体内膜上，其辅基包括FAD和Fe-S聚簇。 琥珀酸脱氢酶催化琥珀酸氧化为延胡索酸，同时 其辅基FAD还原为FADH2，然后FADH2又将电子传递 给Fe-S聚簇。 最后电子由Fe-S聚簇传递给琥珀酸-CoQ还原酶的 辅酶CoQ。 电子在从FADH2转移到CoQ上的标准氧化还原 电势变化不能产生足够的自由能来合成ATP，因 此此步骤没有ATP生成。
二、氧化磷酸化偶联部位及P/O比
1、P/O比：
1940年，S.Ochoa测定了在呼吸链中O2的消耗与 ATP生成的关系，提出P/O比的概念。
当一对电子经呼吸链传给O2的过程中所产生的ATP 分子数。实质是伴随ADP磷酸化所消耗的无机磷酸的 分子数与消耗分子氧的氧原子数之比,称为P/O比。 线粒体NADH+H+经呼吸链氧化P/O比为2.5 (3), FADH2 经呼吸链氧化P/O比为1.5 (2 )。
呼吸链与电子传递[细胞生物学]
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呼吸链与电子传递［细胞生物学］呼吸链与电子传递在三羧酸循环中，乙酰CoA氧化释放的大部分能量都储存在辅酶（NADH和FADH2）分子中。
细胞利用线粒体内膜中一系列的电子载体（呼吸链），伴随着逐步电子传递，将NADH或FADH2进行氧化，逐步收集释放的自由能最后用于ATP的合成，将能量储存在ATP的高能磷酸键。
■电子载体（electroncarriers）在电子传递过程中与释放的电子结合并将电子传递下去的物质称为电子载体。
参与传递的电子载体有四种∶黄素蛋白、细胞色素、铁硫蛋白和辅酶Q，在这四类电子载体中，除了辅酶Q以外，接受和提供电子的氧化还原中心都是与蛋白相连的辅基。
●黄素蛋白（flavoproteins）黄素蛋白是由一条多肽结合1个辅基组成的酶类，每个辅基能够接受和提供两个质子和电子。
●细胞色素（cytochromes）细胞色素是含有血红素辅基（图7-24）的一类蛋白质。
在氧化还原过程中，血红素基团的铁原子可以传递单个的电子。
血红素中的铁通过Fe3+和Fe2+两种状态的变化传递电子；在还原反应时，铁原子由Fe3+状态转变成Fe2+状态；在氧化反应中，铁由Fe2+转变成Fe3+.四个卟啉环都含有侧链，不同的细胞色素所含侧链不同。
图中所示是细胞色素c，血红素与多肽的两个半胱氨酸共价结合，但在大多数细胞色素分子中，血红素并不与多肽共价结合。
●铁硫蛋白（iron-sulfurproteins，Fe/Sprotein）铁硫蛋白是含铁的蛋白质，也是细胞色素类蛋白。
在铁硫蛋白分子的中央结合的不是血红素而是铁和硫，称为铁-硫中心（iron-sulfurcenters)。
醌（uniquinoneUQ）或辅酶Q（coenzymeQ）辅酶Q是一种脂溶性的分子，含有长长的疏水链，由五碳类戊二醇构成。
如同黄素蛋白，每一个醌能够接受和提供两个电子和质子（图7-26），部分还原的称为半醌，完全还原的称为全醌（UQH2）。
图7-26辅酶Q的氧化和还原形式辅酶Q的氧化还原分两步进行，先接受一个电子，得到部分还原，称为半醌，再得到一个电子，成为完全还原的醌，称为全醌。
人体两条重要氧化呼吸链的电子传递模式
人体两条重要氧化呼吸链的电子传递模式
人体有两个重要的氧化呼吸链，即第一氧化呼吸链和第二氧化呼
吸链。
这两条链子都是通过电子传递来促进氧化作用的。
第一氧化呼吸链又称为膜质氧化磷酸化链。
它有四个酶，分别是Nadh脱氢酶、苏氨酸脱氢酶、水合酶和氧化脱氢酶。
它的电子传递模
式如下所示：NADH进行脱氢作用，将加入氢原子，形成NADH氢还原物，然后该物质被苏氨酸脱氢酶转化成FADH2，再由水合酶转化成H2O和FAD。
之后，FAD进入氧化脱氢酶，产生大量的ATP。
第二氧化呼吸链也称为氧合酶呼吸链，它比第一氧化呼吸链要复
杂一些，它由七个酶组成，主要有NADH脱氢酶、苏氨酸脱氢酶、水合酶、细胞色素b海绵、细胞色素c海绵、细胞色素c1-海绵和细胞色素
o海绵。
它的电子传递模式如下：NADH进行脱氢作用，形成NADH氢还
原物，这种氢还原物进入苏氨酸脱氢酶，被转化成FADH2;FADH2穿过
水合酶，被转化成H2O和FAD,随后FAD穿过细胞色素b海绵、细胞色
素c海绵、细胞色素c1-海绵和细胞色素o海绵，并最终被氧化脱氢酶转化成大量的ATP。
总的来说，两条重要氧化呼吸链都是通过电子传递来促进氧化反
应的，而电子传递的过程主要由NADH脱氢酶、苏氨酸脱氢酶、水合酶、以及细胞色素b海绵、细胞色素c海绵、细胞色素c1-海绵和细胞色素
o海绵发挥作用。
【生物化学】第五章-生物氧化-第二节-电子传递链
② 铁硫蛋白（Fe-S） （非血红素蛋白）
与电子传递有关
与其他递氢体或电 子传递体结合成复 合物存在
②铁硫蛋白(Iron-sulfur protein, Fe-S)
又叫铁硫中心或铁硫簇。 含有等量铁原子和硫原子。 铁除与硫连接外，还与肽链中Cys残基的巯 基连接。 铁原子可进行Fe2+ Fe3++e 反应传递电子， 为单电子传递体。
Cyt-Fe2+
2e－21 O2
b
c1
c
a
a3
Fe -S
CoQH2 2e- Cyt-Fe3+
Cyt-Fe2+ 2e- Cyt-Fe3+ Cyt-Fe2+ 2e- Cyt-Fe3+ O2- H2O
2H+
复合物III （泛醌－细胞色素 c还原酶）
复合物IV （细胞色素 c氧化酶）
－
2.电子传递链的成员组成
细胞色素a、b、c的区别
Cytb
辅基
原卟啉Ⅸ (血红素)
颜色 α带波长 与酶蛋白连接 红色 560nm 非共价结合
Cytc
原卟啉Ⅸ (血红素)
红色
550nm
与多肽链中 Cys 的 –SH相连
Cyta 血红素A 绿色 600nm 非共价结合
Cytochrome bc1 complex (complex III)
Reduced
The end of Chap1 !
电子传递的方向为：琥珀酸→FAD→Fe-S→Q。
复合体Ⅱ
琥珀酸→ Fe-S1; b560; FAD; Fe-S2 ; Fe-S3 →CoQ
琥珀酸
FAD
2Fe2+-S Q
生物化学第一节 氧化呼吸链是由具有电子传递功能的
第一节氧化呼吸链是由具有电子传递功能的2015-07-07 71757 0第八章生物氧化生物体内，物质常可通过加氧、脱氢、失去电子的方式被氧化。
营养物质经柠檬酸循环或其他代谢途径进行脱氢反应，产生的成对氢原子（2个氢质子的形式存在，是生物氧化和2个电子）以还原当量NADH+H+或FADH2(biological oxidation)过程中产生的主要还原性电子载体。
机体在进行有氧呼吸时，这些还原性电子载体通过一系列的酶催化和连续的氧化还原反应逐步失去电子（电子传递），最终使氢质子与氧结合生成水。
同时释放能量，驱动ADP磷酸化生成ATP，供机体各种生命活动的需要。
第一节氧化呼吸链是由具有电子传递功能的复合体组成彻底氧化生成水和ATP的过程与细胞的呼吸有生物体将NADH+H+和FADH2关，需要消耗氧，参与氧化还原反应的组分由含辅助因子的多种蛋白酶复合体组成，形成一个连续的传递链，因此称为氧化呼吸链( oxidative respiratory chain)。
真核细胞ATP的生成主要在线粒体中进行，在氧化呼吸链中，参与传递反应的酶复合体按一定顺序排列在线粒体内膜上，发挥传递电子或氢的作用。
其中传递氢的酶蛋白或辅助因子称之为递氢体，传递电子的则称之为电子传递体。
由于递氢过程也需传递电子(2H++2e-)，所以氧化呼吸链也称电子传递链(electron transfer chain)。
一、氧化呼吸链由4种具有传递电子能力的复合体组成氧化呼吸链是由位于线粒体内膜上的4种蛋白酶复合体( complex)组成，分别称之为复合体I、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ。
每个复合体都由多种酶蛋白和辅助因子（金属离子、辅酶或辅基）组成，但各复合体含有自己特定的蛋白质和辅助因子成分（表8-1）。
各复合体中的跨膜蛋白成分使其能够镶嵌在线粒体内膜中，并按照一定的顺序进行排列（图8-1）。
其中复合体I、Ⅲ和Ⅳ镶嵌于线粒体内膜的双层脂质膜，而复合体Ⅱ仅镶嵌在双层脂质膜的内侧。
电子传递和氧化呼吸链
NAD+ + 2H+ +2e
NADH + H+
NAD(P)H + H++FMN
FMNH2 +NAD（P）+
NADH + 5H+N + Q
NADH dehydrogenase (Complex I)
N. AD+ + QH2 + 4H+P
辅酶Q是呼吸链 电子传递的枢纽
Ubiquinone (Q) accepts electrons from both NADH and FADH2 in the respiratory chain
NADH 呼吸链
Cyt c
复合物 IV
Cyt aa3 细胞色素 氧化酶
O2
电
-0.4 E0/V
子
传 -0.2
递
链
琥珀酸等 FMN Fe-S
标
0
准
复合物 II
琥珀酸-辅酶Q
氧
0.2
还原酶
化
还
原
0.4
自
由
能
0.6
变
化
0.8
NADH
FMN Fe-S CoQ
复合体 I
NADH 脱氢酶
Cyt b Fe-S Cyt c1
.
CuB
2CuA
Heme a
CuA CuA
Heme a3
The three critical subunits of cytochrome oxidase (Complex IV) A 204 kD 13-subunit protein complex, with structure determined in 1996
呼吸链与电子传递［细胞生物学］
呼吸链与电⼦传递 在三羧酸循环中，⼄酰CoA氧化释放的⼤部分能量都储存在辅酶（NADH和FADH2）分⼦中。
细胞利⽤线粒体内膜中⼀系列的电⼦载体（呼吸链），伴随着逐步电⼦传递，将NADH或FADH2进⾏氧化，逐步收集释放的⾃由能最后⽤于ATP的合成，将能量储存在ATP的⾼能磷酸键。
■电⼦载体（electron carriers） 在电⼦传递过程中与释放的电⼦结合并将电⼦传递下去的物质称为电⼦载体。
参与传递的电⼦载体有四种∶黄素蛋⽩、细胞⾊素、铁硫蛋⽩和辅酶Q，在这四类电⼦载体中，除了辅酶Q以外，接受和提供电⼦的氧化还原中⼼都是与蛋⽩相连的辅基。
●黄素蛋⽩（flavoproteins）黄素蛋⽩是由⼀条多肽结合1个辅基组成的酶类，每个辅基能够接受和提供两个质⼦和电⼦。
●细胞⾊素（cytochromes）细胞⾊素是含有⾎红素辅基（图7-24）的⼀类蛋⽩质。
在氧化还原过程中，⾎红素基团的铁原⼦可以传递单个的电⼦。
⾎红素中的铁通过Fe3+和 Fe2+两种状态的变化传递电⼦；在还原反应时，铁原⼦由Fe3+状态转变成Fe2+状态；在氧化反应中，铁由Fe2+转变成Fe3+. 四个卟啉环都含有侧链，不同的细胞⾊素所含侧链不同。
图中所⽰是细胞⾊素c，⾎红素与多肽的两个半胱氨酸共价结合，但在⼤多数细胞⾊素分⼦中，⾎红素并不与多肽共价结合。
●铁硫蛋⽩（iron-sulfur proteins， Fe/S protein）铁硫蛋⽩是含铁的蛋⽩质，也是细胞⾊素类蛋⽩。
在铁硫蛋⽩分⼦的中央结合的不是⾎红素⽽是铁和硫，称为铁-硫中⼼（iron-sulfur centers)。
醌（uniquinone UQ）或辅酶Q（coenzyme Q）辅酶Q是⼀种脂溶性的分⼦，含有长长的疏⽔链，由五碳类戊⼆醇构成。
如同黄素蛋⽩，每⼀个醌能够接受和提供两个电⼦和质⼦（图7-26），部分还原的称为半醌，完全还原的称为全醌（UQH2）。
简述呼吸链的组成和传递过程
简述呼吸链的组成和传递过程呼吸链又称电子传递链，是由一系列电子载体构成的，从NADH或FADH2向氧传递电子的系统。
原型辅酶通过呼吸链再氧化的过程称为电子传递过程。
其中的氢以质子形式脱下，电子沿呼吸链转移到分子氧，形成粒子型氧，再与质子结合生成水。
放出的能量则使ADP和磷酸生成ATP。
电子传递和ATP形成的偶联机制称为氧化磷酸化作用。
整个过程称为氧化呼吸链或呼吸代谢。
葡萄糖的分解代谢中，一分子葡萄糖共生成10个NADH和2个FADH2，其标准生成自由能是613千卡，而在燃烧时可放出686千卡热量，即90%贮存在还原型辅酶中。
呼吸链使这些能量逐步释放，有利于形成ATP和维持跨膜电势。
原核细胞的呼吸链位于质膜上，真核细胞则位于线粒体内膜上。
呼吸链：生物氧化过程中，代谢物上脱下的氢经过一系列的按一定顺序排列的氢传递体和电子传递体的传递，最后传递给分子氧并生成水，这种氢和电子的传递体系称为呼吸链或电子传递链。
组分：NADH脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、Fe-S 蛋白、CoQ、Cytb、Cytc 1 、Cytc、Cyta.a 3 。
这些组分在线粒体内膜上以四个复合体和两个游离载体的状态存在。
复合体Ⅰ：NADH脱氢酶、Fe-S蛋白；复合体Ⅰ：琥珀酸脱氢酶、Fe-S蛋白，复合体Ⅰ：Cytb、Cytc 1 、Fe-S蛋白；复合体Ⅰ：Cyta.a 3 。
两个游离载体是COQ、Cytc。
这些复合体和游离载体组成了两条呼吸链，即NADH呼吸链和FADH 2 呼吸链。
各呼吸链的组成以及电子供体、受体如下。
NADH呼吸链：复合体Ⅰ、Ⅰ、Ⅰ、CoQ、Cytc。
电子供体：NADH，电子受体：O 2 。
FADH 2 呼吸链：复合体Ⅰ、Ⅰ、Ⅰ、CoQ、Cytc。
电子供体：琥珀酸，电子受体：O 2。
氧化呼吸链的组成及主要作用
氧化呼吸链的组成及主要作用一、氧化呼吸链的组成氧化呼吸链是细胞内的一系列蛋白质复合物和分子，它们相互作用形成一个复杂的链式结构，参与细胞内的能量代谢过程。
氧化呼吸链主要由以下组成部分构成：1. NADH脱氢酶复合物：它是氧化呼吸链的第一个复合物，作用是将细胞内的NADH氧化成NAD+，并释放出电子。
这一过程将电子传递给下一个复合物。
2. 细胞色素b-c1复合物：这个复合物接收NADH脱氢酶复合物释放的电子，并将电子传递给下一个复合物。
同时，它还将电子传递给细胞色素c，进一步传递给细胞色素氧化酶复合物。
3. 细胞色素氧化酶复合物：这个复合物接收细胞色素b-c1复合物传递过来的电子，并最终将电子传递给氧气，将氧气还原为水。
这个过程释放出大量能量，用于细胞内的ATP合成。
4. ATP合成酶：这个酶位于氧化呼吸链的末端，它将能量从细胞色素氧化酶复合物传递过来的电子转化为ATP。
ATP是细胞内的能量储存形式，可以被细胞利用。
二、氧化呼吸链的主要作用氧化呼吸链是细胞内能量代谢的关键过程之一，它主要有以下作用：1. 产生ATP：氧化呼吸链通过电子传递的过程中释放出能量，这些能量用于合成ATP。
ATP是细胞内的能量储存分子，能够提供细胞进行各种生命活动所需的能量。
2. 氧化还原平衡：氧化呼吸链在将NADH氧化为NAD+的过程中，还将细胞内的还原物质氧化为氧化物质，维持了细胞内的氧化还原平衡。
这对于细胞正常的代谢活动非常重要。
3. 释放代谢产物：在氧化呼吸链的过程中，细胞内的代谢产物被氧化成水和二氧化碳，并释放到细胞外。
这些代谢产物的释放有助于细胞内外环境的平衡。
4. 调节细胞生理功能：氧化呼吸链通过调节细胞内的ATP水平，影响细胞的生理功能。
ATP的水平变化可以影响细胞的运动、分裂、分化等生命活动。
总结起来，氧化呼吸链是细胞内能量代谢的重要过程，通过将NADH氧化为NAD+，释放出能量，并将能量转化为ATP，为细胞提供能量。
生物化学电子传递链名词解释
生物化学电子传递链名词解释
生物化学电子传递链名词解释：在线粒体内膜上存在传递电子的一组酶的复合体,由一系列能可逆地接受和释放电子或H+的化学物质所组成,它们在内膜上相互关联地有序排列成传递链。
电子传递链(electron transport chain,ETC)是一系列电子载体按对电子亲和力逐渐升高的顺序组成的电子传递系统。
所有组成成分都嵌合于线粒体内膜或叶绿体类囊体膜或其他生物膜中,而且按顺序分段组成分离的复合物，在复合物内各载体成分的物理排列也符合电子流动的方向。
其中线粒体中的电子传递链是伴随着营养物质的氧化放能，又称作呼吸链。
线粒体中的链的主要组分包括:.它们都是分子.除泛醌外,其他组分都是蛋白质,通过其可逆传递电子. 它们在膜表面形成四个复合体，称为复合体Ⅰ(NADH复合体)，复合体Ⅱ(脱氢酶复合体)，复合体Ⅲ(细胞色素复合体)，复合体Ⅳ(复合体)。
依次经过复合物Ⅰ、、复合体Ⅲ、、复合体Ⅳ最终把电子传递给氧气，并将质子排到最终经线粒体ATP合酶生成2.5个ATP.FADH2经复合体Ⅱ、辅酶Q、复合体Ⅲ、细胞色素C、复合体Ⅳ最终把电子传递给氧气，并将质子排到线粒体膜间隙最终经ATP合酶生成1.5个ATP.由于前者的生成ATP量大于后者，所以前者称为主电子传递链，后者称为次电子传递链。