生物氧化(2)學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1生物生物(shngw)氧化氧化 (2)第一頁，共81頁。（一）熱力學(xué)第一（一）熱力學(xué)第一(dy)定律定律能量守恒能量守恒定律定律第1頁/共81頁第二頁，共81頁。G0，反應(yīng)，反應(yīng)(fnyng)為吸能反應(yīng)為吸能反應(yīng)(fnyng)（ G值越大，則系統(tǒng)值越大，則系統(tǒng) 越穩(wěn)定，發(fā)生反應(yīng)越穩(wěn)定，發(fā)生反應(yīng)(fnyng)的傾向越小。）的傾向越小。）G=0，反應(yīng)，反應(yīng)(fnyng)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)（二）熱力學(xué)第二定律（二）熱力學(xué)第二定律(dngl)(dngl) 自動(dòng)發(fā)生的過程總是熵增過程自動(dòng)發(fā)生的過程總是熵增過程第2頁/共81頁第三頁，共81頁。二、生物體既不是孤立體系，也不是封二、生

2、物體既不是孤立體系，也不是封閉體系，而是一個(gè)開放體系閉體系，而是一個(gè)開放體系 生命的奇妙之處就在于生命的奇妙之處就在于(ziy)，它是一個(gè)奇妙的裝置，使得吸，它是一個(gè)奇妙的裝置，使得吸能過程與放能過程偶聯(lián)進(jìn)行，這能過程與放能過程偶聯(lián)進(jìn)行，這樣，一個(gè)熱力學(xué)上看似不可能進(jìn)樣，一個(gè)熱力學(xué)上看似不可能進(jìn)行的反應(yīng)，因?yàn)榕悸?lián)而成為可能行的反應(yīng)，因?yàn)榕悸?lián)而成為可能第3頁/共81頁第四頁，共81頁。鍵。鍵。（一）高能（一）高能(gonng)磷酸化合物的磷酸酐水磷酸化合物的磷酸酐水解時(shí)釋放出大量自由能解時(shí)釋放出大量自由能高能磷酸化合物高能磷酸化合物: :第4頁/共81頁第五頁，共81頁。O-POO-NNNNNH

3、2OHHOHHOHHOCH2O-POO-O-POO-Why ATP as energy coin？靜電靜電(jngdin)斥力斥力第5頁/共81頁第六頁，共81頁。一些生物學(xué)重要的有機(jī)磷酸一些生物學(xué)重要的有機(jī)磷酸(ln sun)(ln sun)化合物水解時(shí)釋放的標(biāo)準(zhǔn)自由能化合物水解時(shí)釋放的標(biāo)準(zhǔn)自由能化合物化合物G kJ/mol（kcal/mol）磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸-61.9(-14.8)氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸-51.4(-12.3)1, 3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸-49.3(-11.8)磷酸肌酸磷酸肌酸-43.1(-10.3)ATPADP+Pi-30.5(-7.3)ADPAM

4、P+Pi-27.6(-6.6)焦磷酸焦磷酸-27.6(-6.6)1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖-20.9(-5.0)6-磷酸果糖磷酸果糖-15.9(-3.8)AMP-14.2(-3.4)6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖-13.8(-3.3)3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛-9.2(-2.2)第6頁/共81頁第七頁，共81頁。 OHOHOHHOHHOHHOCH2H6- 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖PP OCH2HOHOHOHHOHHOHHH葡萄糖葡萄糖ATPADPMg2+己糖激酶己糖激酶(hexokinase)A trap reaction第7頁/共81頁第八頁，共81頁。所以，激酶的第二個(gè)底物所以，激酶的第二個(gè)底物(d

5、 w)(d w)，一般都是，一般都是ATPATP的鎂鹽形式的鎂鹽形式；而游離的；而游離的ATP4-ATP4-，反而抑制激酶活性，反而抑制激酶活性第8頁/共81頁第九頁，共81頁。第9頁/共81頁第十頁，共81頁。ATP ADP 肌酸肌酸 磷酸磷酸肌酸肌酸 氧化磷酸化氧化磷酸化 底物水平磷酸化底物水平磷酸化 機(jī)械能機(jī)械能( (肌肉收縮肌肉收縮) )滲透能滲透能( (物質(zhì)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)) ) 化學(xué)能化學(xué)能( (合成代謝合成代謝) )電能電能(dinnng)(dinnng)(生物電生物電) )熱能熱能( (維持體溫維持體溫) )生物體內(nèi)能量生物體內(nèi)能量(nngling)的的儲(chǔ)存和利用都以儲(chǔ)存和

6、利用都以ATP為中心。為中心。人體內(nèi)人體內(nèi)ATPATP的來源的來源(liyun)(liyun)和去路和去路: : 第10頁/共81頁第十一頁，共81頁。物質(zhì)在生物體內(nèi)進(jìn)行氧化稱生物氧化，主要物質(zhì)在生物體內(nèi)進(jìn)行氧化稱生物氧化，主要(zhyo)指糖、脂肪、蛋白質(zhì)等在體內(nèi)分解時(shí)逐步釋指糖、脂肪、蛋白質(zhì)等在體內(nèi)分解時(shí)逐步釋放能量，最終生成放能量，最終生成CO2 和和 H2O的過程。的過程。糖糖 脂肪脂肪 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) CO2和和H2O O2能量能量(nngling)ADP+PiATP熱能熱能(rnng)第11頁/共81頁第十二頁，共81頁。1.加氧反應(yīng)加氧反應(yīng)2.脫氫脫氫(tu qn)反應(yīng)反應(yīng)3.加水

7、脫氫加水脫氫(tu qn)反反應(yīng)應(yīng)4.失電子反應(yīng)失電子反應(yīng)第12頁/共81頁第十三頁，共81頁。 苯丙氨酸苯丙氨酸 酪氨酸酪氨酸 + 1/2O21. 加氧反應(yīng)加氧反應(yīng)(fnyng)第13頁/共81頁第十四頁，共81頁。2. 脫氫脫氫(tu qn)反應(yīng)反應(yīng)LDH NADH + H+ NAD+ 乳酸乳酸 COOHCHOHCH3丙酮酸丙酮酸 COOHC=OCH3第14頁/共81頁第十五頁，共81頁。3. 加水脫氫加水脫氫(tu qn)反應(yīng)反應(yīng)乙醛乙醛(y qun)水合水合(shuh)乙醛乙醛乙酸乙酸第15頁/共81頁第十六頁，共81頁。4. 失電子失電子(dinz)反應(yīng)反應(yīng)第16頁/共81頁第十七頁

8、，共81頁。w 是在細(xì)胞內(nèi)溫和的環(huán)境中（體是在細(xì)胞內(nèi)溫和的環(huán)境中（體溫，溫，pH接近中性），在一系列接近中性），在一系列酶促反應(yīng)逐步進(jìn)行，能量逐步酶促反應(yīng)逐步進(jìn)行，能量逐步釋放有利于有利于機(jī)體捕獲能釋放有利于有利于機(jī)體捕獲能量，提高量，提高ATP生成的效率。生成的效率。w 進(jìn)行廣泛的加水脫氫反應(yīng)使物進(jìn)行廣泛的加水脫氫反應(yīng)使物質(zhì)能間接質(zhì)能間接(jin ji)獲得氧，并獲得氧，并增加脫氫的機(jī)會(huì)；脫下的氫與增加脫氫的機(jī)會(huì)；脫下的氫與氧結(jié)合產(chǎn)生氧結(jié)合產(chǎn)生H2O，有機(jī)酸脫羧，有機(jī)酸脫羧產(chǎn)生產(chǎn)生CO2。* * 生物生物(shngw)(shngw)氧化與體外氧化之不氧化與體外氧化之不同點(diǎn)同點(diǎn)生物生物(shn

9、gw)氧化氧化體外氧化體外氧化w 能量是突然釋放的。能量是突然釋放的。 w 產(chǎn)生的產(chǎn)生的CO2、H2O由物質(zhì)中由物質(zhì)中的碳和氫直接與氧結(jié)合生的碳和氫直接與氧結(jié)合生成。成。脫氫與氧化時(shí)空脫節(jié)脫氫與氧化時(shí)空脫節(jié)第17頁/共81頁第十八頁，共81頁。糖原糖原 三酯酰甘油三酯酰甘油 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 葡萄糖葡萄糖 脂酸脂酸+甘油甘油 氨基酸氨基酸 乙酰乙酰CoA 呼吸呼吸(hx)鏈鏈 ADP+Pi ATP 第18頁/共81頁第十九頁，共81頁。高能高能(gonng)(gonng)磷酸鍵與高能磷酸鍵與高能(gonng)(gonng)磷酸化合物磷酸化合物 u高能磷酸鍵高能磷酸鍵水解時(shí)釋放的能量大于水解時(shí)釋放的

10、能量大于21KJ/mol的磷酸酯的磷酸酯鍵，常表示為鍵，常表示為 P。（和化學(xué)的。（和化學(xué)的“高能鍵高能鍵”不同不同）u高能磷酸化合物高能磷酸化合物含有高能磷酸鍵的化合物含有高能磷酸鍵的化合物第19頁/共81頁第二十頁，共81頁。 P O鍵型鍵型 N P鍵型鍵型 硫酯鍵型硫酯鍵型 甲硫鍵型甲硫鍵型第20頁/共81頁第二十一頁，共81頁。a)a) ?；姿狨；姿?ln sun)(ln sun)化合物化合物COCHOCH2OHOPOO-O-POO-O-CH3COOPOO-O-3-磷酸磷酸(ln sun)甘甘油酸磷酸油酸磷酸(ln sun)乙酰磷酸乙酰磷酸11.8千卡千卡/摩爾摩爾10.1千卡千卡

11、/摩爾摩爾第21頁/共81頁第二十二頁，共81頁。a)a) ?；姿狨；姿?ln sun)(ln sun)化合物化合物H3N+COOPOO-O-R COOPOOO-ARCH COOPOOO-AN+H3氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸(ln sun)?；佘账狨；佘账岚滨；佘账岚滨；佘账岬?2頁/共81頁第二十三頁，共81頁。b b）焦磷酸化合物）焦磷酸化合物O-POO-O POO-O-焦磷酸焦磷酸O-POO-NNNNNH2OHHOHHOHHOCH2O-POO-O-POO-ATP（三磷酸（三磷酸(ln sun)腺腺苷）苷）7.3千卡千卡(qink)/摩爾摩爾第23頁/共81頁第二十四頁，共81頁。c

12、 c）烯醇式磷酸）烯醇式磷酸(ln sun)(ln sun)化合物化合物OPOOCOOHCOCH2磷酸磷酸(ln sun)烯醇式丙烯醇式丙酮酸酮酸PEP14.8千卡千卡(qink)/摩爾摩爾第24頁/共81頁第二十五頁，共81頁。OPOONHCNHNCH3CH2COOHOPOONHCNHNCH3CH2CH2CH2CHCOOHNH2磷酸肌酸磷酸肌酸磷酸磷酸(ln sun)精氨酸精氨酸10.3千卡千卡(qink)/摩爾摩爾7.7千卡千卡(qink)/摩爾摩爾這兩種高能化合物在生物體內(nèi)起這兩種高能化合物在生物體內(nèi)起儲(chǔ)存能量?jī)?chǔ)存能量的作用。的作用。第25頁/共81頁第二十六頁，共81頁。肌酸激酶的作用

13、肌酸激酶的作用(zuyng)磷酸肌酸作為肌肉磷酸肌酸作為肌肉(jru)和腦組織中能量的一種貯存形式。和腦組織中能量的一種貯存形式。劉翔，基因突變劉翔，基因突變(j yn t bin)？第26頁/共81頁第二十七頁，共81頁。RCOSCoA?；o酶?；o酶(f mi)AO SOO-OCH2OHHOHHOHHNNNH2NNO POO-3-磷酸磷酸(ln sun)腺苷腺苷-5-磷酸磷酸(ln sun)硫酸硫酸PAPS第27頁/共81頁第二十八頁，共81頁。COO-CHNH3+CH2CH2S+H3CAS-腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸SAM第28頁/共81頁第二十九頁，共81頁。第29頁/共81頁第三十頁，

14、共81頁。第30頁/共81頁第三十一頁，共81頁。w底物底物(d w)水平磷酸化水平磷酸化X PADP+XATP+第31頁/共81頁第三十二頁，共81頁。w光合磷酸化光合磷酸化光合作用光合作用(gungh-zuyng)的光反應(yīng)，部分光子能量的光反應(yīng)，部分光子能量交給交給ADP,生成生成ATP的過程的過程第32頁/共81頁第三十三頁，共81頁。w氧化氧化(ynghu)磷酸化磷酸化 生物氧化過程中產(chǎn)生的生物氧化過程中產(chǎn)生的NADH及及FADH2，通過，通過線粒體呼吸鏈傳遞電子和氫，產(chǎn)生的能量線粒體呼吸鏈傳遞電子和氫，產(chǎn)生的能量(nngling)，用于，用于ADP的磷酸化（生成的磷酸化（生成ATP）

15、，這），這種形成種形成ATP的方式，叫氧化磷酸化的方式，叫氧化磷酸化第33頁/共81頁第三十四頁，共81頁。定義定義 代謝物脫下的成對(duì)氫原子（代謝物脫下的成對(duì)氫原子（2H）通過多種酶和輔酶所催化的）通過多種酶和輔酶所催化的連鎖反應(yīng)逐步傳遞，最終與氧結(jié)合生成水，這一系列酶和輔酶稱為連鎖反應(yīng)逐步傳遞，最終與氧結(jié)合生成水，這一系列酶和輔酶稱為呼吸鏈呼吸鏈(respiratory chain)又稱電子傳遞鏈又稱電子傳遞鏈(electron transfer chain)位置位置 真核生物細(xì)胞內(nèi)，呼吸鏈位于真核生物細(xì)胞內(nèi)，呼吸鏈位于(wiy)線粒體內(nèi)膜上，原核生線粒體內(nèi)膜上，原核生物中，位于物中，位于(

16、wiy)細(xì)胞膜上細(xì)胞膜上組成組成 遞氫體和電子傳遞體（遞氫體和電子傳遞體（2H 2H+ + 2e） 第34頁/共81頁第三十五頁，共81頁。線粒體呼吸線粒體呼吸(hx)(hx)鏈鏈第35頁/共81頁第三十六頁，共81頁。四種四種(s zhn)具有傳遞電子功能的酶復(fù)合體具有傳遞電子功能的酶復(fù)合體(complex) * * 泛醌泛醌 和和 Cyt c Cyt c 均不包含均不包含(bohn)(bohn)在上述四種復(fù)合體中。在上述四種復(fù)合體中。人線粒體呼吸鏈復(fù)合體人線粒體呼吸鏈復(fù)合體復(fù)合體復(fù)合體酶名稱酶名稱復(fù)合體復(fù)合體復(fù)合體復(fù)合體復(fù)合體復(fù)合體復(fù)合體復(fù)合體NADH-泛醌還原酶泛醌還原酶琥珀酸琥珀酸-泛

17、醌還原酶泛醌還原酶泛醌泛醌-細(xì)胞色素細(xì)胞色素C還原酶還原酶細(xì)胞色素細(xì)胞色素c氧化酶氧化酶輔基輔基FMN，F(xiàn)e-S FAD，F(xiàn)e-S 鐵卟啉，鐵卟啉，F(xiàn)e-S 鐵卟啉，鐵卟啉，Cu 多肽鏈數(shù)多肽鏈數(shù)394 1013 復(fù)合體復(fù)合體酶名稱酶名稱復(fù)合體復(fù)合體復(fù)合體復(fù)合體復(fù)合體復(fù)合體復(fù)合體復(fù)合體NADH-泛醌還原酶泛醌還原酶琥珀酸琥珀酸-泛醌還原酶泛醌還原酶泛醌泛醌-細(xì)胞色素細(xì)胞色素C還原酶還原酶細(xì)胞色素細(xì)胞色素c氧化酶氧化酶輔基輔基FMN，F(xiàn)e-S FAD，F(xiàn)e-S 鐵卟啉，鐵卟啉，F(xiàn)e-S 鐵卟啉，鐵卟啉，Cu 多肽鏈數(shù)多肽鏈數(shù)394 1013 第36頁/共81頁第三十七頁，共81頁。第37頁/共8

18、1頁第三十八頁，共81頁。 Cytc Q NADH+H+ NAD+ 延胡索酸延胡索酸 琥珀酸琥珀酸 1/2O2+2H+ H2O 胞液側(cè)胞液側(cè) 基質(zhì)基質(zhì)(j zh)側(cè)側(cè) 線粒體內(nèi)膜線粒體內(nèi)膜 e-e-e-e-e-第38頁/共81頁第三十九頁，共81頁。u 功能功能(gngnng): 將電子從將電子從NADH傳遞給泛醌傳遞給泛醌 (ubiquinone，UQ) 復(fù)合體復(fù)合體NADH CoQ FMN; Fe-SN-1a,b; Fe-SN-4; Fe-SN-3; Fe-SN-2 (UQ) Fe-S: Fe-S:鐵硫蛋白鐵硫蛋白(dnbi) (dnbi) 第39頁/共81頁第四十頁，共81頁。NAD+和

19、和NADP+的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)(jigu)R=H: NAD+; R=H2PO3:NADP+NAD+/NADP+和和NADH/NADPH是親水性的，與脫氫酶是親水性的，與脫氫酶酶蛋白結(jié)合比較松散酶蛋白結(jié)合比較松散(sngsn)（輔酶）（輔酶）第40頁/共81頁第四十一頁，共81頁。NAD+（NADP+）和）和NADH（NADPH）相互）相互(xingh)轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變氧化氧化(ynghu)還原反應(yīng)時(shí)變化發(fā)生在五價(jià)氮和三價(jià)氮之間。還原反應(yīng)時(shí)變化發(fā)生在五價(jià)氮和三價(jià)氮之間。第41頁/共81頁第四十二頁，共81頁。FMN結(jié)構(gòu)中含核黃素，發(fā)揮功能的部位結(jié)構(gòu)中含核黃素，發(fā)揮功能的部位是異咯嗪環(huán)，氧化還原反應(yīng)是異咯嗪環(huán)，

20、氧化還原反應(yīng)(fnyng)時(shí)不穩(wěn)定時(shí)不穩(wěn)定中間產(chǎn)物是中間產(chǎn)物是FMN FMN/FAD或或FMNH/FADH，F(xiàn)MNH2/FADH2與脫與脫氫酶酶蛋白的結(jié)合非常氫酶酶蛋白的結(jié)合非常(fichng)牢固牢固 （共價(jià)鍵（共價(jià)鍵/疏水力）疏水力）（輔基）。（輔基）。第42頁/共81頁第四十三頁，共81頁。鐵硫蛋白中輔基鐵硫簇鐵硫蛋白中輔基鐵硫簇(Fe-S)含有等量鐵原子含有等量鐵原子和硫原子，其中鐵原子可進(jìn)行和硫原子，其中鐵原子可進(jìn)行(jnxng)Fe2+ Fe3+e 反應(yīng)傳遞電子。反應(yīng)傳遞電子。 表示表示(biosh)(biosh)無機(jī)硫無機(jī)硫 第43頁/共81頁第四十四頁，共81頁。 鐵硫蛋白鐵硫

21、蛋白(dnbi) (dnbi) 無機(jī)硫無機(jī)硫半胱氨酸硫半胱氨酸硫第44頁/共81頁第四十五頁，共81頁。w鐵硫蛋白鐵硫蛋白( (簡(jiǎn)寫為簡(jiǎn)寫為Fe-S)Fe-S)是一種與電子是一種與電子(dinz)(dinz)傳遞有關(guān)的蛋白質(zhì)傳遞有關(guān)的蛋白質(zhì)，它與，它與NADHNADHQ Q還原酶的其它蛋白質(zhì)組分結(jié)合成復(fù)合物形式存在。還原酶的其它蛋白質(zhì)組分結(jié)合成復(fù)合物形式存在。它主要以它主要以 (2Fe-2S) (2Fe-2S) 或或 (4Fe-4S) (4Fe-4S) 形式存在。形式存在。(2Fe-2S)(2Fe-2S)含有兩個(gè)活含有兩個(gè)活潑的無機(jī)硫和兩個(gè)鐵原子。鐵硫蛋白通過潑的無機(jī)硫和兩個(gè)鐵原子。鐵硫蛋白通

22、過Fe3+ Fe3+ Fe2+ Fe2+ 變化起傳變化起傳遞電子遞電子(dinz)(dinz)的作用的作用第45頁/共81頁第四十六頁，共81頁。泛醌（輔酶泛醌（輔酶Q, CoQ, Q）由多個(gè)異戊二烯連）由多個(gè)異戊二烯連接形成較長(zhǎng)的疏水側(cè)鏈（人接形成較長(zhǎng)的疏水側(cè)鏈（人CoQ10），氧化還原），氧化還原反應(yīng)反應(yīng)(fnyng)時(shí)可生成中間產(chǎn)物半醌型泛醌。時(shí)可生成中間產(chǎn)物半醌型泛醌。第46頁/共81頁第四十七頁，共81頁。復(fù)合體復(fù)合體的功能的功能(gngnng) (gngnng) NADH+H+ NAD+ FMN FMNH2還原型還原型Fe-S 氧化型氧化型Fe-S QQH2第47頁/共81頁第四十

23、八頁，共81頁。u 功能功能(gngnng): (gngnng): 將電子從琥珀酸傳遞給泛醌將電子從琥珀酸傳遞給泛醌 復(fù)合體復(fù)合體琥珀酸琥珀酸 CoQFe-S1; b560; FAD; Fe-S2 ; Fe-S3 復(fù)合體復(fù)合體NADH CoQ FMN; Fe-SN-1a,b; Fe-SN-4; Fe-SN-3; Fe-SN-2 第48頁/共81頁第四十九頁，共81頁。細(xì)胞色素是一類以鐵鐵卟啉為輔基的催化電子細(xì)胞色素是一類以鐵鐵卟啉為輔基的催化電子傳遞的酶類，根據(jù)它們傳遞的酶類，根據(jù)它們(t men)(t men)吸收光譜不同而分類。吸收光譜不同而分類。第49頁/共81頁第五十頁，共81頁。由此

24、推測(cè)由此推測(cè)Cyta，Cytb，Cytc中，哪種里邊蛋白與中，哪種里邊蛋白與輔基的結(jié)合輔基的結(jié)合(jih)最牢固最牢固？呼吸鏈內(nèi)，典型呼吸鏈內(nèi)，典型(dinxng)的細(xì)胞色素順序是的細(xì)胞色素順序是b，c1，c，aa3（筆洗一洗，哎哎，（筆洗一洗，哎哎，散?。┥ⅲ。〤yt只是只是(zhsh)電子傳遞體，電子傳遞體，其中的其中的Fe3+可以接受、結(jié)合可以接受、結(jié)合一個(gè)電子，一個(gè)電子，第50頁/共81頁第五十一頁，共81頁。 一般的一般的Cyt的的Fe都與卟啉環(huán)都與卟啉環(huán)/蛋白質(zhì)以蛋白質(zhì)以6個(gè)共價(jià)鍵個(gè)共價(jià)鍵/配位鍵結(jié)合（已飽和），唯獨(dú)配位鍵結(jié)合（已飽和），唯獨(dú)Cyt aa3除外，其中的除外，其中的F

25、e有有5個(gè)共價(jià)鍵個(gè)共價(jià)鍵/配位鍵，還可以結(jié)合配位鍵，還可以結(jié)合CO、CN-等（中等（中毒）毒） 只有只有Cyt aa3可以直接與可以直接與O2結(jié)合，所以，結(jié)合，所以，Cyt aa3，又叫細(xì)胞色素，又叫細(xì)胞色素(s s)氧化酶氧化酶 Cyt aa3含含Cu+/2+,傳遞電子傳遞電子第51頁/共81頁第五十二頁，共81頁。細(xì)胞細(xì)胞(xbo)色素氧化酶色素氧化酶a3-CuB中中心心 第52頁/共81頁第五十三頁，共81頁。第53頁/共81頁第五十四頁，共81頁。 復(fù)合體復(fù)合體QH2 Cyt c b562; b566; Fe-S; c1第54頁/共81頁第五十五頁，共81頁。第55頁/共81頁第五十六

26、頁，共81頁。 復(fù)合體復(fù)合體還原型還原型Cyt c O2CuAaa3CuB 其中其中Cyt a3 和和CuB形成的活性部位將電子形成的活性部位將電子(dinz)交給交給O2。第56頁/共81頁第五十七頁，共81頁。第57頁/共81頁第五十八頁，共81頁。（二）呼吸鏈成分的排列（二）呼吸鏈成分的排列(pili)(pili)順序順序1. NADH氧化氧化(ynghu)呼吸鏈呼吸鏈NADH 復(fù)合體復(fù)合體Q 復(fù)合體復(fù)合體Cyt c 復(fù)合體復(fù)合體O22. 琥珀酸氧化琥珀酸氧化(ynghu)呼吸鏈呼吸鏈 琥珀酸琥珀酸 復(fù)合體復(fù)合體 Q 復(fù)合體復(fù)合體Cyt c 復(fù)合體復(fù)合體O2第58頁/共81頁第五十九頁，

27、共81頁。NADH氧化氧化(ynghu)呼吸鏈呼吸鏈 FADH2氧化氧化(ynghu)呼呼吸鏈吸鏈第59頁/共81頁第六十頁，共81頁。氧化磷酸化偶聯(lián)部位：復(fù)合體氧化磷酸化偶聯(lián)部位：復(fù)合體、根據(jù)自由根據(jù)自由(zyu)能變化和能變化和P/O比值比值G=-nFE 第60頁/共81頁第六十一頁，共81頁。第61頁/共81頁第六十二頁，共81頁。ATPATP ATP 氧化氧化(ynghu)(ynghu)磷酸化偶聯(lián)磷酸化偶聯(lián)部位部位電子傳遞鏈自由電子傳遞鏈自由(zyu)(zyu)能能變化變化 區(qū)段區(qū)段電位變化電位變化(E)自由能變化自由能變化G=-nFE能否生成能否生成ATP(G是否大于是否大于30.5

28、KJ) Cyt aa3O2 0.53V 102.3KJ/mol 能能NAD+CoQ0.36V 69.5KJ/mol 能能CoQCyt c 0.21V 40.5KJ/mol 能能第62頁/共81頁第六十三頁，共81頁?；亓鲿r(shí)驅(qū)動(dòng)回流時(shí)驅(qū)動(dòng)ADP與與Pi生成生成ATP。第63頁/共81頁第六十四頁，共81頁。線粒體基質(zhì)線粒體基質(zhì) 線粒體膜線粒體膜 + + + + - - - - H+ O2 H2O H+e- ADP+Pi ATP 化學(xué)化學(xué)(huxu)滲透假說簡(jiǎn)單滲透假說簡(jiǎn)單示意圖示意圖第64頁/共81頁第六十五頁，共81頁。 F0 F1 Cyt c Q NADH+H+ NAD+ 延胡索酸延胡索酸

29、琥珀酸琥珀酸 H+ 1/2O2+2H+ H2O ADP+Pi ATP H+ H+ H+ 胞液側(cè)胞液側(cè) 基質(zhì)基質(zhì)(j zh)側(cè)側(cè) + + + + + + + + + + - - - - - - - - - 化學(xué)滲透化學(xué)滲透(shntu)假說詳細(xì)示意假說詳細(xì)示意圖圖第65頁/共81頁第六十六頁，共81頁。2. ATP合酶合酶由親水部分由親水部分(b fen) F1（33亞基亞基 ）和疏水部分和疏水部分(b fen) F0（a1b2c912亞基）組成亞基）組成。ATP合酶結(jié)構(gòu)合酶結(jié)構(gòu)(jigu)模式模式圖圖第66頁/共81頁第六十七頁，共81頁。1. 呼吸鏈抑制劑呼吸鏈抑制劑 阻斷呼吸鏈中某些部位電

30、子傳遞。阻斷呼吸鏈中某些部位電子傳遞。2. 解偶聯(lián)劑解偶聯(lián)劑使氧化使氧化(ynghu)與磷酸化偶聯(lián)過程脫離。與磷酸化偶聯(lián)過程脫離。如：解偶聯(lián)蛋白如：解偶聯(lián)蛋白 3. 氧化氧化(ynghu)磷酸化抑制劑磷酸化抑制劑 對(duì)電子傳遞及對(duì)電子傳遞及ADP磷酸化均有抑制作用。磷酸化均有抑制作用。如：寡霉素如：寡霉素 （一）抑制劑（一）抑制劑第67頁/共81頁第六十八頁，共81頁。魚藤酮魚藤酮粉蝶霉素粉蝶霉素A A異戊巴比妥異戊巴比妥 抗霉素抗霉素A A二巰基丙醇二巰基丙醇 CO、CN-、N3-及及H2S各種呼吸各種呼吸(hx)鏈抑制劑的阻斷位鏈抑制劑的阻斷位點(diǎn)點(diǎn)第68頁/共81頁第六十九頁，共81頁。解偶

31、聯(lián)蛋白作用機(jī)制解偶聯(lián)蛋白作用機(jī)制(jzh)（棕色脂肪組織線粒（棕色脂肪組織線粒體）體）Cyt cQ胞液側(cè)胞液側(cè) 基質(zhì)基質(zhì)(j zh)側(cè)側(cè) 解偶聯(lián)解偶聯(lián) 蛋白蛋白(dnbi)熱能熱能 ADP+Pi ATP 甲狀腺激素誘導(dǎo)甲狀腺激素誘導(dǎo)Na+,K+ATP酶和解偶聯(lián)蛋白酶和解偶聯(lián)蛋白第69頁/共81頁第七十頁，共81頁。ATP合酶結(jié)構(gòu)合酶結(jié)構(gòu)(jigu)模式模式圖圖第70頁/共81頁第七十一頁，共81頁。線粒體外膜通透性高，線粒體對(duì)物質(zhì)通過線粒體外膜通透性高，線粒體對(duì)物質(zhì)通過(tnggu)的選擇性主要依賴于內(nèi)膜中不同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋的選擇性主要依賴于內(nèi)膜中不同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白白(transporter)對(duì)各種物質(zhì)的轉(zhuǎn)

32、運(yùn)。對(duì)各種物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)。第71頁/共81頁第七十二頁，共81頁。 線粒體內(nèi)膜的主要轉(zhuǎn)運(yùn)(zhun yn)蛋白 胞胞 漿漿線粒體基質(zhì)線粒體基質(zhì)磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白H2PO4H+H2PO4H+酸性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白酸性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白谷氨酸谷氨酸天冬氨酸天冬氨酸 -酮戊二酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白酮戊二酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白蘋果酸蘋果酸 -酮戊二酸酮戊二酸腺苷酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白腺苷酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白ADPATP 丙酮酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白丙酮酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白丙酮酸丙酮酸OH-三羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白三羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白蘋果酸蘋果酸檸檬酸檸檬酸堿性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白堿性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白鳥氨酸鳥氨酸瓜氨酸瓜氨酸肉堿轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白肉堿轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白脂酰肉堿脂酰肉堿肉肉堿堿胞胞 漿漿線粒體基質(zhì)線粒體

33、基質(zhì)磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白H2PO4H+H2PO4H+磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白H2PO4H+H2PO4H+酸性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白酸性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白谷氨酸谷氨酸天冬氨酸天冬氨酸酸性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白酸性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白谷氨酸谷氨酸天冬氨酸天冬氨酸 -酮戊二酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白酮戊二酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白蘋果酸蘋果酸 -酮戊二酸酮戊二酸 -酮戊二酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白酮戊二酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白蘋果酸蘋果酸 -酮戊二酸酮戊二酸腺苷酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白腺苷酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白ADPATP 腺苷酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白腺苷酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白ADPATP 丙酮酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白丙酮酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白丙酮酸丙酮酸OH-丙酮酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白丙酮酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白丙酮酸丙酮酸OH-三羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白三羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白蘋果酸蘋果酸檸檬酸檸檬酸