线粒体呼吸链定义

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电子传递:CoQ Cytbc1 Cytc
黏噻唑菌醇
抗霉素A
5、细胞色素c(cytc) • 单一多肽链 • 易溶于水 • 与 Cytc1 含相同辅基, 但蛋白组成不同
6、细胞色素氧化酶( Cytc氧化酶、复合体Ⅳ) 位于线粒体呼 吸链末端的蛋 白复合物 活性部分主要 包括cyta和a3

• Cytaa3复合体(细胞色素c氧化酶) 除含2个铁卟啉,还含2个铜原子(Cu+ Cu2+)
3+ 2+ 2 e C yt-Fe C yt-Fe
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) -
(三)电子传递链的各个成员
1、NADH-Q还原酶(NADH脱氢酶、复合体Ⅰ)
电子传递:NADH FMN Fe-S CoQ
鱼藤酮、安密妥、杀粉蝶菌素
2、辅酶Q (CoQ、Q、泛醌) 不同种类CoQ侧链异戊二烯基数目不同 脂溶性辅酶、可在脂双层中扩散 与蛋白质结合不紧密
组成
COOH 2H CH2CH2COOH 2H
SH 2 NAD
+
FMNH 2 2H CoQ Fe S
FAD Fe*S 复合物 II Cytb - (琥珀酸脱氢酶) 2e
2+ 2C yt-Fe
2e
1 O - 2 2
S
NADH + H 2H
-
复合物 I ( NADH- 泛醌还原酶)
2+ 2 e C yt-Fe
NADH 呼吸链
复合物 IV 细胞色素 氧化酶
O2
(四)氧化磷酸化作用的机制
NADH + H+ + ½ O2
H2O + NAD+
ΔG°' = -220kJ/mol
能量偶联假说
1953年 Edward Slater 化学偶联假说 1964年 Paul Boyer 构象偶联假说 1961年 Peter Mitchell 化学渗透假说
2、ATP synthese
头部含5种不同的亚基
(3、3、1、1 、1 )


F0与线粒体电子传递系 统连接(质子通道)
氧化磷酸化重建示意图
3、对质子流在ATP合成作用中的进一步探讨
(五)氧化磷酸化的解偶联
解偶联剂(uncoupler) ——使电子传递和ATP形成两个过程分离; 不抑制电子传递,只抑制ATP形成; 使电子传递所产生的自由能变为热能; 对底物水平磷酸化没有影响 2,4-二硝基苯酚、双香豆素
增 加 膜 对 质 子 的 通 透 性
脂溶性
pH=7 脂不溶
区别:氧化磷酸化抑制剂 既抑制氧的利用,又抑制ATP的形成 但不抑制电子传递过程
寡霉素
内源解偶联作用使
机体产生热 褐色脂肪的产热机制
—氧化磷酸化解偶联
产热素
(六)质子动力为主动转运提供能量
(七)电子传递和磷酸化中的P/O比
P/O比:
NADH呼吸链:2.5
FADH2呼吸链:1.5
(八)胞浆NADH的再氧化(穿梭系统)
NADH不能穿过线粒体内膜 1、甘油-3-磷酸穿梭途径(肌肉、脑等) 2、苹果酸-天冬氨酸穿梭途径 (心脏、肝脏细胞)
胞浆中 甘油-3-磷酸脱氢酶
磷酸二羟丙酮
甘油-3-磷酸
线粒体中
甘油-3-磷酸脱氢酶
α
α
1978年获诺贝尔化学奖
内膜
膜间隙
基质
底物
电子传递链 e-
H+
H+
ADP+Pi
H+
ATP F0F1 ATP酶
H+
1、化学渗透假说
a. 线粒体内膜的电子传递链是一个质子泵 b. 电子由高能状态传递到低能状态时释放出来的 能量,用于驱动膜内侧的H+迁移到膜外侧(内膜 对H+是不通透的),在膜内外侧产生了跨膜质子 梯度 和电位梯度 c. 在膜内外势能差的驱动下,膜外高能质子沿着 一个特殊通道(ATP合酶组成部分),跨膜回到 膜内侧。质子跨膜过程中释放的能量,直接驱动 ADP和磷酸合成ATP
CH3O CH3O O
灵活的电子载体 O CH3
(CH2CH C CH2)nH CH3
n=6-10
3、琥珀酸—Q还原酶(复合体Ⅱ) 嵌在线粒体内膜(包括琥珀酸脱氢酶) 电子传递:FADH2 Fe-S CoQ
4、细胞色素还原酶(复合体Ⅲ) cytochrome,Cyt 是含铁的Pr 以血红素为辅基 电子传递蛋白 还原型Cyt有光谱吸收现象
第21章 氧化磷酸化
氧化磷酸化: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 放出能量使ADP和Pi合成ATP的过程称。
(一)线粒体结构
(二)线粒体呼吸链
定义: 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(eclctron transfer chain),因为其功能和呼吸作用直接相关,亦称为呼 吸链。
-
FMN Fe S
CoQH 2
2e
-
3+ 2C yt-Fe 2H+
O2-
H2O
2+ C yt-Fe Fe -S b Fe -S 3+ CoQH2 e - C yt-Fe 2
CoQ
2e
3+ C yt-Fe
3+ C yt-Fe
2+ C yt-Fe
பைடு நூலகம்2e
1 O2 - 2
c1
c
a
-
a3 O2- H2O
2+ 2 e - C yt-Fe C yt-Fe 3+
a- CuA聚族
a3- CuB聚族
氰化物、叠氮化物、CO
Movie as whole
NADH
FMN
Fe-S
复合体 I NADH 脱氢酶
琥珀酸等
FAD
Fe-S
CoQ
Cyt b
复合物 II 琥珀酸-辅酶Q 还原酶
Fe-S
Cyt c1 Cyt c Cyt aa3
FADH2 呼吸链
复合物 III 细胞色素 还原酶
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