第六章电子传递链与氧化磷酸化

苹果酸-天冬氨酸穿梭
穿梭物质
α-酮戊二酸 异柠檬酸
α-磷酸甘油 苹果酸、 谷氨酸 磷酸二羟丙酮 天冬氨酸、α-酮戊二酸
进入线粒 体后转变
NADH+
成的物质 H+
FADH2
进入呼吸链 NADH 氧化呼吸链
琥珀酸氧化 呼吸链
生成ATP数
3
2
NADH+ H+
NADH 氧化呼吸链
3
存在组织
相同点
肝脏、 心肌组织
统带入一对氢原子，由于经NADH氧化呼吸 链进行氧化磷酸化，故可生成3分子ATP。
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苹果酸穿梭系统
+
H3N
-
-
OOC-CH2-C-COO
O
-OOC-CH 2-C-COO -
草酰乙酸
NADH +H+
H
+
H3N
-
-
OOC-CH2-CH2-C-COO
H
苹果酸 脱氢酶
NAD+
O -OOC-CH 2-CH2-C-COO -
2种异柠檬酸脱氢酶：
① Isocitrate DHase（NAD，线粒体） ② Isocitrate DHase （NADP，胞液）
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胞液 NADPH→线粒体NADH，产生3/2.5个ATP
二羧酸载体
异柠檬酸
异柠檬酸 三羧酸载体
Isocitrate Shuttle
NADHFMN CoQ b c1 c aa3 O2
OH
-OOC-CH2-C-COO-
H
苹果酸
胞液
谷氨酸天冬氨酸
+
H3N
转运体
-
-
OOC-CH2-C-COO
天冬氨酸
H
NADH 呼吸链
+
O
-
H3N
- -OOC-CH 2-C-COO -
OOC-CH2-CH2-C-COO
谷氨酸 H
NADH
谷草转
+H+
氨酶
O
-OOC-CH 2-CH2-C-COO -
-酮戊二酸
脑、 骨骼肌
肝脏、心肌组织
将胞浆中NADH的还原当量转送到线粒体内
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INVESTMENT
CLEAVAGE
ENERGY HARVEST
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22
23
24
25
NADHFMN CoQ b c1 c aa3 O2
（线粒体基质）
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磷酸甘油穿梭系统
主要存在于脑和骨骼肌中； NADH通过此穿梭系统带一对氢原子进入线
粒体，由于经琥珀酸氧化呼吸链(FADH2)进 行氧化磷酸化，故只能产生2分子ATP。
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磷酸甘油穿梭系统
NADH+H+
CH2OH C=O
FADH2 CoQ→b →c1 →c → aa3→O2
NAD+
OH
苹果酸--酮 戊二酸转运体
-OOC-CH2-C-COOH
基质
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异柠檬酸穿梭 （ NADPH→NADH） 3/2.5ATP
磷酸甘油穿梭 （NADH → FADH ） 2/1.5ATP
苹果酸穿梭 （NADH →NADH ） 3/2.5ATP
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三种穿梭系统的比较
异柠檬酸穿梭 α-磷酸甘油穿梭
3-磷酸甘油
Phosphoglycerol Shuttle
-磷酸甘油脱氢酶
-磷酸甘油脱氢酶
FADH2
磷酸二羟丙酮
CoQ→b →c1 →c → aa3→O2
3-磷酸甘油
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-磷酸甘油穿梭
NADH
（细胞液）
磷酸二羟丙酮
NAD+
3-磷酸甘油
-磷酸甘油脱氢酶
磷酸二羟丙酮
3-磷酸甘油
线
粒
体
内
FADH2
膜
FAD
代谢生物化学
CHAPTER 9 ENERGY METABOLISM
NAD BIOLOGICAL OXIDATION
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线粒体外氧化磷酸化
(穿梭作用实现线粒体与胞浆间能量传递)
大分子不能通过线粒体膜，在线粒体外部分 氧化成小分子，再进入线粒体彻底氧化。
物质在胞液中氧化时，产生NADH和NADPH大 多用于物质合成代谢。
苹果酸脱氢酶 Malate Dehydrogenase
（NAD，线粒体内外均有）
NADH(线粒体外)→NADH( 线粒体内) , 产生3/2.5ATP
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苹果酸 苹果酸
苹果酸穿梭（ Malate Shuttle）
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苹果酸穿梭系统
主要存在于肝和心肌中。 胞液中NADH+H+的一对氢原子经此穿梭系
NAD和NADP可进入线粒体和呼吸链，但膜上无 相应NAD和NADP载体，必须经过穿梭机制
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穿梭机制
△ 异柠檬酸穿梭（ Isocitrate Shuttle ） △ 磷酸甘油穿梭（ Phosphoglycerol Shuttle ） △ 苹果酸穿梭（ Malate Shuttle ）
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1. 异柠檬酸穿梭（ Isocitrate Shuttle ）
CH2OH C=O
琥珀酸 氧化
呼吸链
-磷酸甘 油脱氢酶
NAD+
CH2O- Pi 磷酸二羟丙酮
CH2OH CHOH
CH2O- Pi -磷酸甘 油脱氢酶
CH2OH
CHOH
FADH2 FAD
CH2O- Pi -磷酸甘油
线粒体 外膜
CH2O- Pi 膜间腔
ห้องสมุดไป่ตู้
线粒体 内膜
线粒体 11基质
3.苹果酸穿梭(Malate–Aspartate Shuttle)
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2.磷酸甘油穿梭（ Phosphoglycerol Shuttle ）
① α- Phosphoglycerol DHase （NAD＋，线粒体外）
② α- Phosphoglycerol DHase （FAD＋，线粒体内，不需氧）
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胞液 NADH→线粒体FADH， 产生2/1.5个ATP
磷酸二羟丙酮