生物氧化-課件

NADHFMNCoQbc1

c(a+a3)1/2O2

FADH2

2.2電子傳遞鏈組分排列順序的依據(jù)（1）根據(jù)遞氫體、遞電子體的標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位（E0′）的大小

E0′越小，越傾向于失去電子；E0′越大，越傾向于接受電子。根據(jù)E0′值可判斷電子流動的方向：E0′值小的氧還電對E0′值大的氧還電對e電位跨度最大電子從電負性較大的成員通過鏈向電正性較大的氧流動這是老版本上的舊表，請注意與新表的區(qū)別（2）利用電子傳遞鏈特異抑制劑部分阻斷電子傳遞

★阻斷的上游遞氫（e）體為還原型；下游為氧化型。魚藤酮安密妥殺粉蝶菌素抗霉素ACO、CN-、N3-、NADH→FMN→CoQ→Cytb→

C1→C→aa3

→O2FADH2（3）體外將呼吸鏈拆開和重組可鑒定呼吸鏈四種復(fù)合體的組成和排列順序代謝物分子的能量直接轉(zhuǎn)移給ADP（GDP）使之磷酸化為ATP（GTP）的過程。底物水平磷酸化與氧的存在與否無關(guān)。3.1底物水平磷酸化P320-321例1ADP

ATP

K+Mg2+丙酮酸激酶磷酸烯醇式丙酮酸

烯醇式丙酮酸

H例2例3P240琥珀酸硫激酶催化的反應(yīng)底物水平磷酸化的例子不多，請大家記牢

*生物體內(nèi)95%的ATP來自氧化磷酸化作用。氧化磷酸化是需氧細胞生命活動的主要能量來源，是生物產(chǎn)生ATP的主要途徑。3.2氧化磷酸化

伴隨著電子從NADH或FADH2到氧的傳遞，ADP被磷酸化為ATP，這一酶促過程稱為氧化磷酸化（又叫電子傳遞體系磷酸化/偶聯(lián)磷酸化）。確定偶聯(lián)部位的方法：（1）P/O比值：2H+1/2O2（O）→H2O

ADP+H3PO4→ATP幾個？

★P/O比值是指物質(zhì)氧化時每消耗1mol氧原子所消耗的無機磷的mol數(shù)。即每消耗1mol氧原子所生成的ATP的mol數(shù)（或一對電子通過呼吸鏈傳至氧所產(chǎn)生的ATP分子數(shù)）。

3.2.1氧化磷酸化偶聯(lián)部位（2）計算標(biāo)準(zhǔn)自由能變化（⊿G0'）：

★⊿G0'=-nF⊿E0'

n：傳遞電子數(shù)；F：法拉第常數(shù)（96.49kJ/V）；⊿E0'：反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電位變化

⊿E0’越大，標(biāo)準(zhǔn)自由能變化⊿G0’越大，只有⊿G0‘大于ADP磷酸化所需要的能量時才能生成ATP。

★ADP+Pi→ATP⊿G0'=7.3kcal/mol=30.5kJ/mol

呼吸鏈傳遞電子，⊿G0’﹥30.5kJ/mol的部位有氧化磷酸化的偶聯(lián)，其余部位釋放的能量以熱形式散失。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位差計算能量：

NADH→CoQ：NAD+/NADH+H+： E0'＝-0.30VCoQ/QH2：E0'＝0.10VG0'

=-nFE0'

=-2x96.49x[(0.045)-(-0.30)] =-66.58(kJ/mol)Cytb→Cytc：G0'

=-34.7

(kJ/mol)Cytaa3→O2：G0'

=-102.1(kJ/mol)NADH呼吸鏈中有3個部位FADH2呼吸鏈中有2個部位

自由能變化足以供給ADP+Pi→ATP(⊿G0'=30.5kJ/mol)能量偶聯(lián)假說(Energycouplinghypothesis):

ATPsynthesis

a.化學(xué)偶聯(lián)假說(Chemicalcouplinghypothesis)

1953,EdwardSlater,活潑的高能共價中間物b.構(gòu)象偶聯(lián)假說(Conformationalcouplinghypothesis)

1964,PaulBoyer,Mt內(nèi)膜蛋白質(zhì)發(fā)生構(gòu)象變化c.化學(xué)滲透假說(Chemiosmotichypothesis)1961,PeterMitchell,explainshowATPissynthesizedbymitochondriaasaresultofprotonspumpedduringelectrontransportsystem(ETS).3.2.2氧化磷酸化的機制

1）電子傳遞的自由能形成了主動運輸系統(tǒng)(activetransportsystem)。2）這一系統(tǒng)有H+泵作用（由內(nèi)向外）；造成線粒體內(nèi)膜的內(nèi)、外側(cè)質(zhì)子濃度差，形成了跨膜電位差。3）H+經(jīng)ATP合酶的H+通道順濃度梯度回流驅(qū)動ATP的合成。chemiosmotichypothesis

復(fù)合體Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ有質(zhì)子泵作用！主要論點是底物氧化期間建立的質(zhì)子濃度梯度提供了驅(qū)動ADP和Pi形成ATP能量。

ATP合酶（ATPsynthase）復(fù)合體Ⅴ,F1F0-ATPase

由F1和F0兩個主要單元構(gòu)成，主要功能是催化ATP合成。☆F1（親水部分）：亞基組成：α3β3γδε。β亞基含催化ATP合成的活性中心作用：調(diào)節(jié)質(zhì)子流動及ATP的合成☆F0（疏水部分）：a1b2c9～12亞基組成，含跨膜H+通道。存在寡霉素敏感蛋白（OSCP），對寡霉素敏感！☆當(dāng)H+順濃度梯度經(jīng)F0中a亞基和c亞基之間回流時，γ亞基發(fā)生旋轉(zhuǎn)，3個β亞基的構(gòu)象發(fā)生改變。O態(tài)：開放形式，對底物的親和力較低；L態(tài)：酶與底物的結(jié)合較松弛，對底物沒有催化能力；T態(tài)：與底物結(jié)合緊密，并有催化活性。2、解偶聯(lián)劑（uncouplers）：如2,4-二硝基苯酚（DNP）作用：不抑制電子傳遞，只阻斷ADP磷酸化成ATP，使電子傳遞和ATP形成兩過程分離。甚至加速電子傳遞，促進呼吸底物和分子氧的消耗，但不形成ATP，只產(chǎn)生熱量。機制：DNP為脂溶性，透過脂膜時將質(zhì)子帶入基質(zhì)，破壞線粒體內(nèi)膜兩側(cè)的電化學(xué)梯度。3.2.3氧化磷酸化的解偶聯(lián)和抑制1、電子傳遞抑制劑（呼吸鏈阻斷劑）作用：直接抑制了電子傳遞鏈上載體的電子傳遞和分子氧的消耗，因為代謝物的氧化受阻，偶聯(lián)磷酸化就無法進行，ATP的生成隨之減少。如：魚滕酮、安密妥、抗霉素A、氰化物、疊氮化物、CO。3、離子載體抑制劑作用：將一價陽離子從膜間隙轉(zhuǎn)移到線粒體基質(zhì)，降低內(nèi)膜兩側(cè)的電位差，因此抑制ATP的合成.如:纈氨霉素和短桿菌肽4、氧化磷酸化抑制劑(質(zhì)子通道阻斷劑)如寡霉素。作用：對氧的利用和ATP合酶均有抑制。直接作用于ATP合酶F0亞基，間接抑制電子傳遞和分子氧的消耗。1）甘油-3-磷酸穿梭：特點:主要存在于骨骼肌和神經(jīng)細胞。線粒體內(nèi)外的甘油-α-磷酸脫氫酶的輔酶不同胞液-----NAD+

線粒體----FAD經(jīng)此途徑每1NADH+H+氧化產(chǎn)生1.5ATP(2ATP)。2）蘋果酸-天冬氨酸穿梭：主要存在于肝、腎、心肌組織中。蘋果酸脫氫酶的輔酶是NAD+;經(jīng)此途徑每1NADH+H+氧化產(chǎn)生2.5ATP

(3ATP)。括號內(nèi)為老算法復(fù)習(xí)思考題1、解釋名詞：生物氧化、電子傳遞鏈或呼吸鏈、氧化磷酸化