细胞色素氧化还原酶复合体IIIIV

（×2） 、2个CO2 （×2）和1个FADH2
（×2） 。
Pathway Glycolysis CoA Krebs Cycle TOTAL
Substrate-Level Phosphorylation
Oxidative Phosphorylation
Total ATP
2 ATP
2 NADH = 4 - 6 ATP* 2 NADH = 6 ATP
❖ 1998: Nitric oxide as a signalling molecule in the cardiovascular system
❖ 2000: Signal transduction in the nervous system
❖ 2004: odorant receptors and the organization of the olfactory system
细胞的能量转换
❖ 通过有机物的分解获得能量 ❖ 摄取氧气，排出二氧化碳 ❖ 细胞能量：ATP ❖ 实现细胞器：线粒体
细胞呼吸与能量分子
❖ Cellular respiration
❖ 在细胞内特定的细胞器（主要是线粒体）内， 在O2的参与下，分解各种大分子物质，产生 CO2；与此同时，分解代谢所释放出的能量储 存于ATP中，这一过程称为细胞呼吸(cellular respiration)，也称为生物氧化（biological oxidation) 或细胞氧化(cellular oxidation)。
苹果酸-天冬氨酸穿梭
❖ 草酰乙酸经天冬氨酸转氨酶催化形成天冬氨 酸，同时将谷氨酸变为α-酮戊二酸，天冬氨 酸和α-酮戊二酸通过线粒体内膜返回胞质， 再由天冬氨酸转氨酶催化变成草酰乙酸，参 与下一轮循环，同时由α-酮戊二酸生成的谷 氨酸又回到线粒体中酸脱氢酶体系作用下，
FADH2是两种还原型电子载体，它们携带的电子经 呼吸链的逐级传递转移到氧分子，本身则被氧化。
这一反应中释放出的能量绝大部分被ATP合酶用于
合成ATP，少部分以热的形式释放。
电子传递链
❖ 氢原子以质子的形式脱下，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，后者再与质子生成水，这个电 子传递体系称为电子传递呼吸链（ electron transport respiratory chain） 。
6 - 8* 6
2 ATP 4 ATP
6 NADH = 18 ATP 2 FADH2 = 4 ATP
24
32 - 34 ATP 36 - 38
❖ 三羧酸循环是有机物氧化的最后过程，也是 有机物相互转化的关键。
❖ 细胞可以利用三羧酸循环的中间产物合成氨 基酸、核酸等必需物质。
❖ 氧化磷酸化：经糖酵解和TAC产生的NADH和
❖ 电子传递链在原核生物存在于质膜上，在真 核细胞存在于线粒体内膜上。
呼吸链的组成
❖ 呼吸链由一系列的氢传递体和电子传递体组成。 除CoQ和细胞色素C外，这些传递体有 ：
NADH-Q氧化还原酶（复合体Ⅰ）、琥珀酸-Q氧化 还原酶（复合体II）、细胞色素氧化还原酶（复合 体III）、细胞色素氧化酶（复合体IV）。
❖ 对揭示生命本质，探讨疾病机制和新型药物筛选有 重大意义。
❖ 1992: Reversible protein phosphorylation as a biological regulatory mechanism
❖ 1994: G-proteins and the role of these proteins in signal transduction in cells
仅用单一种类化学分子即可控制一系列酶促反应； 信号在逐级传递过程中得到放大。
肾上腺素刺激下的信号放大
❖ 信号转导有通用性、特异性 ❖ 胞内信号转导途径相互交叉
细胞信号转导联盟
❖ 多个研究单位参与组成国际性的研究组织，以“G 蛋白介导和与其相关的信号转导系统”为研究对象， 不仅包括涉及G蛋白的蛋白质，还有所有信号相关 蛋白间的相互作用关系和信号通路。
❖ 特点： 由酶系催化完成的一系列氧化还原反应 产生的能量贮存于高能磷酸键中 反应分步进行，能量逐步释放 需适当的温度、压力及H2O的参与
❖ “能量货币”ATP中所携带的能量来源于糖、氨基 酸和脂肪酸等的氧化，这些物质的氧化是能量转换 的前提
❖ 三个步骤： 糖酵解（glycolysis） 三羧酸循环（tricarboxylic acid cycle， TAC）
❖ 胞内的信号转 导过程是由前 后相连的生化 反应组成的。
磷酸化可调节蛋白质的活性
❖ 磷酸化和去磷酸化是绝大多数信号通路组分 可逆激活的共同机制，大部分酶在磷酸化后 具有活性，少数则在去磷酸化后具有活性。
❖ 通过蛋白质的逐级磷酸化，使信号逐级放大， 引起细胞反应。
级联cascade：催化某一步反应的蛋白质由上 一步反应的产物激活或抑制。
❖ 缺氧时，丙酮酸还原成乳酸或乙醇 ❖ 供氧充足时，丙酮酸与NADH+H+ 进入线粒体中
苹果酸-天冬氨酸穿梭
❖ 肝肾等细胞胞质中NADH 在苹果酸脱氢酶催 化下将草酰乙酸还原成苹果酸，然后苹果酸 穿过线粒体内膜进入线粒体，在苹果酸脱氢 酶催化下脱氢，重新生成草酰乙酸和 NADH+H+，NADH+H+随即进入呼吸链进行 氧化磷酸化
氧化磷酸化（oxidative phosphorylation）
糖酵解:一分子葡萄糖糖酵解，生成2分子丙酮酸和2
分子NADH+H+，净生成2分子的ATP 。
由高能底物水解放能，直接将高能磷酸键从底 物转移到ADP上，使ADP磷酸化生成ATP的作用， 称为底物水平磷酸化（substrate-level phosphorylation）
丙酮酸进一步分解为2分子乙酰辅酶A，2NADH + 2H+和2CO2
TAC：在线粒体基质中，乙酰CoA（×2）与草酰乙 酸结合成柠檬酸而进入柠檬酸循环，由于柠檬酸有3个 羧基,故也叫三羧酸循环（TAC循环）。
❖ 整个过程中，总共消耗了3个H2O （×2） ，生成1
个GTP(可转变为1个ATP) （×2） ， 3个NAD+ ＋H