生物化学第五章生物氧化第二节电子传递链

复
细
胞
色
素
c
复合体Ⅲ传递电子
的过程
QH2的第一
次氧化
QH2的第
二次氧化
C
C
C y
2
C y
y
t c
1
t
bc Lb
H
F
ee
e
-
H Q+
-S
QH
2
Q
•
Q
y t c
1
t
bc Lb
F
ee
--
e
-
•
S Q
H
复合物Ⅳ：Cytc 氧化酶
每个单体由至少13条不 同的肽链组成；
分为三个亚单位：I包 含两个血红素（a、a3） 勇功和于的一开路始个，铜才能蛋找到白成(CuB);Ⅱ包 含两个铜离子(CuA)构成 的双核中心，其结构与 2Fe-2S相似;Ⅲ的功能尚 不了解。
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
延胡索酸
FADH2
2Fe3+-S
QH2
复合物Ⅲ：Q-cytc还原酶 即细胞色素c还原酶，
由至少11条不同肽链组 成，以二聚体形式存在
• 鱼藤酮、安密妥、杀粉蝶菌素
阻断电子由NADH向CoQ的传递；
• 抗霉素A抑制电子从Cytb到Cytc1的传递； • 氰化物、叠氮化物、CO等
阻断电子由Cytaa3传递到氧
Reduced Oxidized
Reduce d
Oxidized
Reduced
氧化-还原点位的测定：低—高
呼吸链的专一抑制剂
4. 呼吸链各复合体在线粒体内膜中的位置
复合体 复合体Ⅰ 复合体Ⅱ 复合体Ⅲ
酶名称
NADH-泛醌还原酶 琥珀酸-泛醌还原酶 泛醌-细胞色素c还原
多肽链数
辅基
42
FMN, Fe-S
4
FAD, Fe-S
11
铁卟啉, Fe-S
复合体Ⅳ
细胞色素c氧化酶
功的路
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)
④泛醌 (ubiquinone, UQ)
• 即辅酶Q（ Coenzyme Q， CoQ），属于脂溶性 醌类化合物，带有多个异戊二烯侧链。
生物化学第五章生物氧 化第二节电子传递链
2020年4月29日星期三
第二节 电子传递链
1. 电子传递链的概念
• 概念：代谢物上的氢原子被脱氢酶激活脱落后， 经过一系列的传递体，最后传递给被激活的氧分 子而生成水的全部体系称为电子传递链；因伴随 着营养物质的氧化放能，又称为呼吸链。
• 由供氢体、传递体、受氢体以及相应的酶催化系 统组成的代谢途径。
13
铁卟啉, Cu
四种复合体的排列关系
复合物Ⅰ—— NADH-Q 还原酶
结合铁硫蛋白,辅基 为FMN的黄素蛋白.
勇功于的开路始能，才结能合找到N成ADH,并将 其氧化为NAD+
将电子传递给泛醌, 使4H+释放入内外膜 间隙.
NADH FMN，Fe-S C
o
复合体Ⅰ
NADH→ FMN; Fe-SN-1a,b; Fe-SN-4; Fe-SN-3; Fe-SN-2 →CoQ
A、结构：一类含铁卟啉辅基的色素蛋白 B、分类: Cyta: Cytaa3
Cytb: Cytb562 、Cytb566、 Cytb560 Cytc: Cytc 、 c1 C、区别： ① 铁卟啉辅基侧链不同
• 铁卟啉辅基与酶蛋白 连接方式不同
CytFe3+ + e
CytFe2+
细
Cyt a: ~600 nm Cyt b: ~560 nm Cyt c: ~550 nm
③ 细胞色素（Cytochrome, Cyt）
• 是一类以铁卟啉为辅基的电子传递蛋白。
• 呼吸链中主要有a、b、c三类。差别在于铁卟啉的 侧链以及铁卟啉与蛋白部分连接的方式不同。 Cyt b、c的铁卟啉与血红素相同； Cyt a的铁卟 啉为血红素A。
• 分子中的铁通过氧化还原而传递电子，为单电子 传递体。
（氧化型）
勇于开始，才能找到成 功的路
（还原型）
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
• 定位：线粒体内膜上
1）NADH氧化呼吸链 2）琥珀酸氧化呼吸链
NADH氧化呼吸链
FADH2氧化呼吸链
2.电子传递链的成员组成
线粒体中的电子传递链的主要组分包括: ①黄素蛋白； ② 铁硫蛋白； ③ 细胞色素； ④ 泛醌
①黄素蛋白：指以FAD或FMN为辅基的蛋白
FMN和FAD递氢机制
Reduced cytochromes has three absorption bands in the visible wavelengths
辅基
Cytb
原卟啉Ⅸ ( 血红素)
Cytc
原卟啉Ⅸ ( 血红素)
细胞色素a、b、c 的区别
颜色 α带波长 与酶蛋白连接
红色 红色
560nm 非共价结合
勇于开始，才能找到成
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。
铁硫蛋白
• 通过Fe3+ Fe2+变化起传递电子的作用
Different types of iron-sulfur centers
Iron atoms cycle between Fe2+ (reduced) and Fe3+(oxidized).
，每个单体包含两个细 胞色素b（b562、b566 勇功于的开路）一始、个，才铁一能硫个找到蛋细成白胞。色素c1和
催化电子从辅酶Q传 给细胞色素c，每转移 一对电子，同时将4个
质子由线粒体基质泵至
膜间隙。
Q
b566b562Fe-Sc1 C
复合体Ⅲ
QH2→ b562; b566; Fe-S; c1 →Cyt c
Cu2+ + e Cu+
Cyt c
CuA a
O2
复合体Ⅳ 还原型Cyt c → CuA→a→a3→CuB → O2
NADH氧
化呼吸链
NADHFMN(Fe-
S)Qbc1caa3O2
琥珀酸氧
化呼吸链
琥珀酸FAD(Fe-S)Qbc1caa3O2
电子传递的抑制剂
——阻断呼吸链中某部位电子传递的物质； 氧化作用受阻、能量释放减少
• 因其为脂溶性，游动性大，极易从线粒体内膜中 分离出来，因此不包含在四种复合体中。
• 分子中的苯醌结构能可逆地结合2个H，为递氢体 。
勇于开始，才能找到成 功的路
勇于开始，才能找到成 功的路
3. 呼吸链的电子传递顺序
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பைடு நூலகம்断 ④ 还原状态呼吸链缓慢给氧
NADH+H+ NAD+
FMN FMNH2
2Fe2+-S 2Fe3+-S
Q QH2
NAD+（NADP+）的递氢机制
（氧化型）
（还原型）
复合物Ⅱ：琥珀酸-泛醌还原酶
即琥珀酸脱氢酶.至少 由4条肽链组成，含有 一个FAD，2个铁硫蛋 勇于开白始及，才细能胞找到色成素b560.
功的路
其作用是催化电子从 琥珀酸转至辅酶Q，但 不转移质子。