生物化学：第五章 第二节呼吸链

NADH
Ⅰ
FMN→Fe-S
FAD→Fe-S
Ⅱ
Ⅲ
CoQ Cytb → Fe-S → Cytc1
Ⅳ
O2
Cytaa3 Cytc
四. 呼吸链组分在线粒体内膜上的分布 Complex I: Transports protons from the matrix to the cytosol
四. 呼吸链组分在线粒体内膜上的分布 Complex II: Succinate-coenzyme Q reductase
Байду номын сангаас
呼吸链中的电子传递体共有五种：
2. 黄素蛋白 (FP)
二. 呼吸链的组成
黄素蛋白是指以黄素核苷酸(FAD或FMN)为辅基的酶 。所以，黄素蛋白有两种，分别以FAD及FMN作为辅基 。
FP分布在线粒体的内膜上。它的辅基FAD或FMN与 蛋白质部分结合得很牢固，有的甚至是共价连结。
FP在呼吸链中作为双电子传递体。
呼吸链中的电子传递体共有五种：
二. 呼吸链的组成
5. 细胞色素 (Cyt)
根据还原型细胞色素的吸收光谱的吸收峰位置不同 ，将细胞色素分为a、b、c三类。每一类中又有不同的 亚类。不同类型的细胞色素，其辅基结构以及辅基与 蛋白质的结合方式不同。
在动物的呼吸链中，至少有5种细胞色素 —— b、c1 、c、a、a3， 其 中 Cyta 和 Cyta3 组 成 复 合 物 Cytaa3。Cytc 在复合物Ⅲ和Ⅳ之间传递电子，它是内膜外侧的外周
呼吸链中的电子传递体共有五种：
3. 铁硫蛋白
二. 呼吸链的组成
铁硫蛋白含铁原子(非血红素的铁)和硫原子(对酸不 稳定的硫)，两者一般以等摩尔存在，构成2Fe-2S簇、 4Fe-4S簇，称为铁硫中心，常用符号“Fe-S”表示。铁 硫中心通过Fe与蛋白质的半胱氨酸残基连接。
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。
复合物I：NADH脱氢酶 复合物II：琥珀酸脱氢酶 复合物III：细胞色素b、c1复合体 复合物IV：细胞色素氧化酶
NADH
Ⅰ
FMN→Fe-S
FAD→Fe-S
Ⅱ
Ⅲ
CoQ Cytb → Fe-S → Cytc1
Ⅳ
O2
Cytaa3 Cytc
四. 呼吸链组分在线粒体内膜上的分布
CoQ在线粒体内膜中自由扩散，往返于复合物 Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ之间进行电子传递；Cytc在复合物Ⅲ和 Ⅳ之间传递电子，它是内膜外侧的外周蛋白。
三. 呼吸链的 电子传递顺
序
三. 呼吸链的电子传递顺序
第一条呼吸链中的黄素蛋白又叫NADH脱氢酶，因为 它将NADH上的氢通过它的辅基FMN交给铁硫蛋白， 即催化NADH脱氢。
Cytaa3是呼吸链中的最后一个电子传递体，将电子 直接交给分子氧，所以又叫细胞色素氧化酶，或末端氧 化酶。
四. 呼吸链组分在线粒体内膜上的分布
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。
四. 呼吸链组分在线粒体内膜上的分布 Complex III: Drives proton transort
四. 呼吸链组分在线粒体内膜上的分布 Complex III: Drives proton transport
第二节 呼吸链
一、 呼吸链的概念
在生物氧化过程中，有机物质代谢形成的还原 型辅酶（NADH和FADH2）的氢以质子形式脱下， 其电子沿一系列按一定顺序排列的电子传递体转移 ，最后转移给分子氧并生成水，这一电子传递体系 称为电子传递链或呼吸链。
在生物细胞中，接受代谢物上脱下的氢(或电子) 的载体有三种 —— NAD+、NADP+ 和 FAD。
呼吸链的各个组分除NADH外，都分布在线粒体 的内膜上，而且在膜上有着特定的不对称分布。
有一些组分常结合在一起，形成复合物嵌在膜内。 在呼吸链中，有四个复合体，如下图：
NADH
Ⅰ
FMN→Fe-S
FAD→Fe-S
Ⅱ
Ⅲ
CoQ Cytb → Fe-S → Cytc1
Ⅳ
O2
Cytaa3 Cytc
四. 呼吸链组分在线粒体内膜上的分布
呼吸链中的电子传递体共有五种：
4. 辅酶Q (CoQ)
二. 呼吸链的组成
呼吸链中的电子传递体共有五种：
5. 细胞色素 (Cyt)
二. 呼吸链的组成
细胞色素是以铁卟啉(血红素)为辅基的蛋白质，因 为有颜色，又广泛存在于生物细胞中，故称为细胞色 素。
细胞色素通过辅基中的铁离子价的可逆变化进行电 子传递。它在呼吸链中作为单电子传递体。
呼吸链中的电子传递体共有五种：
4. 辅酶Q (CoQ)
二. 呼吸链的组成
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。
一、 呼吸链的概念
其中NADPH不进入呼吸链合成ATP，而是作 为生物合成的还原剂；只有NADH和FADH2进 入呼吸链。 所以呼吸链有两条： 由NADH开始的呼吸链 —— NADH呼吸链； 由FADH2开始的呼吸链 —— FADH2呼吸链。
呼吸链中的电子传递体共有五种：
二. 呼吸链的组成
1. NAD+
蛋白。
呼吸链中的电子传递体共有五种：
5. 细胞色素 (Cyt)
二. 呼吸链的组成
Cytc
三. 呼吸链的电子传递顺序
呼吸链中的电子传递有着严格的方向和顺序，即电 子从氧化还原电位较低的传递体依次通过氧化还原电 位较高的传递体逐步流向氧分子。
NADH FMN
FAD
Fe-S
CoQ
Cytb Fe-S Cytc1 Cytc Cytaa3 O2
呼吸链中的电子传递体共有五种：
3. 铁硫蛋白
二. 呼吸链的组成
呼吸链中的电子传递体共有五种：
二. 呼吸链的组成
3. 铁硫蛋白
铁硫蛋白在呼吸链中不传递氢，作为单电子传递 体。
呼吸链中的铁硫蛋白通常与其它的电子传递体的 蛋白质（如黄素蛋白、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。