生物氧化——电子传递链.ppt

　　生 物 氧 化 电子传递链

　　生物技术学院--生化教研室--xxx

　　(Gp:) 糖原

　　(Gp:) 三酯酰甘油

　　(Gp:) 蛋白质

　　(Gp:) 葡萄糖

　　(Gp:) 脂酸+甘油

　　(Gp:) 氨基酸

　　乙酰CoA

　　TAC

　　2H

　　呼吸链

　　H2O

　　ADP+Pi

　　ATP

　　CO2

　　回顾

　　Ⅰ：分解

　　Ⅱ：氧化分解

　　Ⅲ：氧化磷酸化

　　(NADH、FADH…)

　　3

　　本节主要内容

　　电子传递链的组成 电子传递链的功能 ATP的产生方式

　　定义 代谢物脱下的成对氢原子(2H)通过多种酶和辅酶所催化的连锁反应逐步传递，最终与氧结合生成水，这一系列酶和辅酶称为呼吸链(respiratory chain)又称电子传递链(electron transfer chain)。 亚细胞定位：线粒体内膜

　　呼吸链

　　内膜

　　外膜

　　基质

　　(一)呼吸链的组成

　　四个蛋白复合体

　　* 泛醌 和 Cyt c 均不包含在上述四种复合体中。

　　人线粒体呼吸链复合体

　　NAD(P)+和NAD(P)H的结构

　　NAD+(NADP+)和NADH(NADPH)相互转变

　　氧化还原反应时变化发生在五价氮和三价氮之间。

　　FMN结构中含核黄素，发挥功能的部位是异咯嗪环，氧化还原反应时不稳定中间产物是FMN? 。

　　FMN-黄素单核苷酸

　　铁硫蛋白中辅基铁硫簇(Fe-S)含有等量铁原子和硫原子，其中铁原子可进行Fe2+ ? Fe3++e 反应传递电子。

　　Fe4S4的氧化还原反应

　　铁硫蛋白 (iron-sulfur protein )

　　泛醌(辅酶Q, CoQ, Q)由多个异戊烯连接形成较长的疏水侧链(人CoQ10)，脂溶性, 在膜中可流动。 不固定于复合体，呈游离状态。氧化还原反应时可生成中间产物半醌型泛醌。

　　泛醌

　　细 胞 色 素

　　细胞色素是一类以血红素(铁卟啉)为辅基的催化电子传递的酶类，根据它们吸收光谱不同而分类。

　　血红素中的铁原子可进行Fe2+?Fe3++e反应传递电子, 属单电子传递体。

　　(Gp:) Ⅲ

　　Ⅰ

　　Ⅱ

　　Ⅳ

　　Cytc

　　Q

　　(Gp:) NADH+H+

　　(Gp:) NAD+

　　(Gp:) 延胡索酸

　　(Gp:) 琥珀酸

　　(Gp:) 1/2O2+2H+

　　(Gp:) H2O

　　胞液侧

　　基质侧

　　线粒体内膜

　　(Gp:) e-

　　(Gp:) e-

　　(Gp:) e-

　　(Gp:) e-

　　(Gp:) e-

　　呼吸链各组分在线粒体内膜中的位置

　　P129

　　1. 复合体Ⅰ: NADH-泛醌还原酶

　　功能: 将电子从NADH传递给泛醌 (ubiquinone)

　　(Gp:) 复合体Ⅰ NADH→ →CoQ

　　(Gp:) FMN; Fe-SN-1a,b; Fe-SN-4; Fe-SN-3; Fe-SN-2

　　复合体Ⅰ的功能

　　(Gp:) NADH+H+

　　(Gp:) NAD+

　　(Gp:) FMN

　　(Gp:) FMNH2

　　(Gp:) 还原型Fe-S

　　(Gp:) 氧化型Fe-S

　　(Gp:) Q

　　(Gp:) QH2

　　2. 复合体Ⅱ: 琥珀酸-泛醌还原酶

　　功能: 将电子从琥珀酸传递给泛醌

　　(Gp:) 复合体Ⅱ 琥珀酸→ →CoQ

　　(Gp:) Fe-S1; b560; FAD; Fe-S2 ; Fe-S3

　　复合体I和II在线粒体内膜中的功能

　　3. 复合体Ⅲ: 泛醌-细胞色素c还原酶

　　功能：将电子从泛醌传递给细胞色素c

　　(Gp:) 复合体Ⅲ QH2→ →Cyt c

　　(Gp:) b562; b566; Fe-S; c1

　　4. 复合体Ⅳ: 细胞色素c氧化酶

　　功能：将电子从细胞色素c传递给氧

　　(Gp:) 复合体Ⅳ 还原型Cyt c → → O2

　　(Gp:) CuA→a→a3→CuB

　　其中Cyt a3 和CuB形成的活性部位将电子交给O2。

　　(Gp:) NADH氧化呼吸链

　　(Gp:) FADH2氧化呼吸链

　　复合体Ⅰ

　　复合体ⅠII

　　复合体ⅠI

　　复合体ⅠV

　　掌握

　　鱼藤酮 粉蝶霉素A 异戊巴比妥

　　(Gp:) ×

　　抗霉素A 二巯基丙醇

　　(Gp:) ×

　　CO、CN-、 N3-及H2S

　　(Gp:) ×

　　各种呼吸链抑制剂的阻断位点

　　(棕色脂肪组织线粒体)

　　(Gp:) Ⅲ

　　(Gp:) Ⅰ

　　(Gp:) Ⅱ

　　(Gp:) F0

　　(Gp:) F1

　　(Gp:) Ⅳ

　　(Gp:) Cyt c

　　Q

　　胞液侧

　　基质侧

　　解偶联 蛋白

　　(Gp:) 热能

　　(Gp:) H+

　　(Gp:) H+

　　(Gp:) ADP+Pi

　　(Gp:) ATP

　　解偶联剂可破坏电化学梯度，使氧化和磷酸化解偶联

　　3.ATP生成的方式

　　* 定义 氧化磷酸化 (oxidative phosphorylation)是指在呼吸链电子传递过程中偶联ADP磷酸化，生成ATP，又称为偶联磷酸化。

　　底物水平磷酸化 (substrate level phosphorylation) 是底物分子内部能量重新分布，生成高能键，使ADP磷酸化生成ATP的过程。例P131

　　掌握

　　化学渗透假说(chemiosmotic hypothesis) 电子经呼吸链传递时，可将质子(H+)从线粒体内膜(对质子不通透)的基质侧泵到内膜胞浆侧，产生膜内外质子电化学梯度储存能量。当质子顺浓度梯度回流时驱动ADP与Pi生成ATP。

　　(Gp:) Ⅲ

　　(Gp:) Ⅰ

　　(Gp:) Ⅱ

　　(Gp:) Ⅳ

　　(Gp:) F0

　　(Gp:) F1

　　(Gp:) Cyt c

　　(Gp:) Q

　　(Gp:) NADH+H+

　　(Gp:) NAD+

　　(Gp:) 延胡索酸

　　(Gp:) 琥珀酸

　　(Gp:) H+

　　(Gp:) 1/2O2+2H+

　　(Gp:) H2O

　　(Gp:) ADP+Pi

　　(Gp:) ATP

　　(Gp:) H+

　　(Gp:) H+

　　(Gp:) H+

　　胞液侧

　　基质侧

　　(Gp:) + + + + + + + + + +

　　(Gp:) - - - - - - - - -

　　化学渗透假说详细示意图

　　(Gp:) ATP

　　(Gp:) ATP

　　(Gp:) ATP

　　氧化磷酸化偶联的部位

　　氧化磷酸化偶联部位：复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ