生化第八章生物氧化

物質(zhì)在生物體內(nèi)進(jìn)行氧化稱生物氧化(biologicaloxidation)，主要指糖、脂肪、蛋白質(zhì)等在體內(nèi)分解時逐步釋放能量，最終生成CO2和H2O的過程。糖脂肪蛋白質(zhì)CO2和H2OO2能量ADP+PiATP熱能生物氧化的概念本文檔共84頁；當(dāng)前第1頁；編輯于星期二\3點0分糖原三酯酰甘油蛋白質(zhì)葡萄糖脂酸+甘油氨基酸乙酰CoATAC2H呼吸鏈H2OADP+PiATPCO2

生物氧化的一般過程本文檔共84頁；當(dāng)前第2頁；編輯于星期二\3點0分第一節(jié)

氧化呼吸鏈?zhǔn)怯删哂须娮觽鬟f功能的復(fù)合體組成本文檔共84頁；當(dāng)前第3頁；編輯于星期二\3點0分生物體將NADH+H+和FADH2徹底氧化生成水和ATP的過程與細(xì)胞的呼吸有關(guān)，需要消耗氧，參與氧化還原反應(yīng)的組分由含輔助因子的多種蛋白酶復(fù)合體組成，形成一個連續(xù)的傳遞鏈，因此稱為氧化呼吸鏈（oxidativerespiratorychain）。也稱電子傳遞鏈(electrontransferchain)。氧化呼吸鏈的定義本文檔共84頁；當(dāng)前第4頁；編輯于星期二\3點0分酶復(fù)合體是線粒體內(nèi)膜氧化呼吸鏈的天然存在形式，所含各組分具體完成電子傳遞過程。電子傳遞過程釋放的能量驅(qū)動H+移出線粒體內(nèi)膜，轉(zhuǎn)變?yōu)榭鐑?nèi)膜H+梯度的能量，再用于ATP的生物合成。

一、氧化呼吸鏈由4種具有傳遞電子能力的復(fù)合體組成本文檔共84頁；當(dāng)前第5頁；編輯于星期二\3點0分人線粒體呼吸鏈復(fù)合體復(fù)合體酶名稱質(zhì)量(kD)多肽鏈數(shù)功能輔基含結(jié)合位點復(fù)合體ⅠNADH-泛醌還原酶85039FMN，F(xiàn)e-SNADH（基質(zhì)側(cè)）CoQ（脂質(zhì)核心）復(fù)合體Ⅱ琥珀酸-泛醌還原酶1404FAD，F(xiàn)e-S琥珀酸（基質(zhì)側(cè)）CoQ（脂質(zhì)核心）復(fù)合體Ⅲ泛醌-細(xì)胞色素C還原酶25011血紅素bL,bH,c1,Fe-SCytc（膜間隙側(cè)）細(xì)胞色素c131血紅素cCytc1，Cyta復(fù)合體Ⅳ細(xì)胞色素C氧化酶16213血紅素a，a3，CuA,CuBCytc（膜間隙側(cè)）

泛醌不包含在上述四種復(fù)合體中。本文檔共84頁；當(dāng)前第6頁；編輯于星期二\3點0分ⅣCytcoxNADH+H+NAD+1/2O2+2H+H2O胞液側(cè)基質(zhì)側(cè)線粒體內(nèi)膜ⅠQH2QⅡ延胡索酸琥珀酸QH2Q4H+4H+Ⅲ4H+4H+CytcoxCytcredCytcred4H+4H+電子傳遞鏈各復(fù)合體在線粒體內(nèi)膜中的位置本文檔共84頁；當(dāng)前第7頁；編輯于星期二\3點0分ⅣCytcoxNADH+H+NAD+1/2O2+2H+H2O胞液側(cè)基質(zhì)側(cè)線粒體內(nèi)膜ⅠQH2QⅡ延胡索酸琥珀酸4H+4H+Ⅲ4H+4H+CytcoxCytcredCytcred4H+4H+電子傳遞鏈各復(fù)合體在線粒體內(nèi)膜中的位置本文檔共84頁；當(dāng)前第8頁；編輯于星期二\3點0分復(fù)合體Ⅰ又稱NADH-泛醌還原酶或NADH脫氫酶，接受來自NADH+H+的電子并轉(zhuǎn)移給泛醌（ubiquinone）。復(fù)合體Ⅰ可催化兩個同時進(jìn)行的過程：

電子傳遞：NADH→FMN→Fe-S→CoQ

質(zhì)子的泵出：復(fù)合體Ⅰ有質(zhì)子泵功能，每傳遞2個電子可將4個H+從內(nèi)膜基質(zhì)側(cè)泵到胞漿側(cè)。（一）復(fù)合體Ⅰ將NADH+H+中的電子傳遞給泛醌本文檔共84頁；當(dāng)前第9頁；編輯于星期二\3點0分NAD+和NADP+的結(jié)構(gòu)R=H:NAD+;R=H2PO3:NADP+

本文檔共84頁；當(dāng)前第10頁；編輯于星期二\3點0分NAD+（NADP+）和NADH（NADPH）相互轉(zhuǎn)變氧化還原反應(yīng)時變化發(fā)生在五價氮和三價氮之間。本文檔共84頁；當(dāng)前第11頁；編輯于星期二\3點0分FMN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)時不穩(wěn)定中間產(chǎn)物是FMN·。在可逆的氧化還原反應(yīng)中顯示3種分子狀態(tài)，屬于單、雙電子傳遞體。

本文檔共84頁；當(dāng)前第12頁；編輯于星期二\3點0分鐵硫蛋白中輔基鐵硫中心(Fe-S)含有等量鐵原子和硫原子，其中一個鐵原子可進(jìn)行Fe2+Fe3++e反應(yīng)傳遞電子。屬于單電子傳遞體。

?表示無機硫本文檔共84頁；當(dāng)前第13頁；編輯于星期二\3點0分

鐵硫蛋白SS無機硫半胱氨酸硫本文檔共84頁；當(dāng)前第14頁；編輯于星期二\3點0分泛醌（輔酶Q,CoQ,Q）由多個異戊二烯連接形成較長的疏水側(cè)鏈（人CoQ10），氧化還原反應(yīng)時可生成中間產(chǎn)物半醌型泛醌。內(nèi)膜中可移動電子載體，在各復(fù)合體間募集并穿梭傳遞還原當(dāng)量和電子。在電子傳遞和質(zhì)子移動的偶聯(lián)中起著核心作用。

本文檔共84頁；當(dāng)前第15頁；編輯于星期二\3點0分復(fù)合體Ⅰ的功能NADH+H+

NAD+FMNFMNH2還原型Fe-S氧化型Fe-SQQH2本文檔共84頁；當(dāng)前第16頁；編輯于星期二\3點0分復(fù)合體Ⅱ是三羧酸循環(huán)中的琥珀酸脫氫酶，又稱琥珀酸-泛醌還原酶。電子傳遞：琥珀酸→FAD→幾種Fe-S→CoQ復(fù)合體Ⅱ沒有H+泵的功能。（二）復(fù)合體Ⅱ?qū)㈦娮訌溺晁醾鬟f到泛醌本文檔共84頁；當(dāng)前第17頁；編輯于星期二\3點0分本文檔共84頁；當(dāng)前第18頁；編輯于星期二\3點0分（三）復(fù)合體Ⅲ將電子從還原型泛醌傳遞給細(xì)胞色素c復(fù)合體Ⅲ又叫泛醌-細(xì)胞色素C還原酶。人復(fù)合體Ⅲ含有細(xì)胞色素b(b562,b566)、細(xì)胞色素c1和一種可移動的鐵硫蛋白(Rieskeprotein)。泛醌從復(fù)合體Ⅰ、Ⅱ募集還原當(dāng)量和電子并穿梭傳遞到復(fù)合體Ⅲ。電子傳遞過程：CoQH2→(CytbL→CytbH)→Fe-S→Cytc1→Cytc本文檔共84頁；當(dāng)前第19頁；編輯于星期二\3點0分細(xì)胞色素(cytochrome,Cyt)細(xì)胞色素是一類以鐵卟啉為輔基的催化電子傳遞的酶類，根據(jù)它們吸收光譜不同而分類。本文檔共84頁；當(dāng)前第20頁；編輯于星期二\3點0分復(fù)合體Ⅲ的電子傳遞通過“Q循環(huán)”實現(xiàn)。復(fù)合體Ⅲ每傳遞2個電子向內(nèi)膜胞漿側(cè)釋放4個H+，復(fù)合體Ⅲ也有質(zhì)子泵作用。Cytc是呼吸鏈唯一水溶性球狀蛋白，不包含在復(fù)合體中。將獲得的電子傳遞到復(fù)合體Ⅳ。本文檔共84頁；當(dāng)前第21頁；編輯于星期二\3點0分人復(fù)合體Ⅳ又稱細(xì)胞色素C氧化酶(cytochromecoxidase)。電子傳遞：Cytc→CuA→Cyta→Cyta3–CuB→O2Cyta3–CuB形成活性雙核中心，將電子傳遞給O2。復(fù)合體Ⅳ也有質(zhì)子泵功能，每傳遞2個電子使2個H+跨內(nèi)膜向胞漿側(cè)轉(zhuǎn)移。（四）復(fù)合體Ⅳ將電子從細(xì)胞色素C傳遞給氧本文檔共84頁；當(dāng)前第22頁；編輯于星期二\3點0分復(fù)合體Ⅳ的電子傳遞過程本文檔共84頁；當(dāng)前第23頁；編輯于星期二\3點0分細(xì)胞色素c氧化酶CuB-Cyta3中心使O2還原成水的過程，有強氧化性中間物始終和雙核中心緊密結(jié)合，不會引起細(xì)胞損傷。本文檔共84頁；當(dāng)前第24頁；編輯于星期二\3點0分1、NADH氧化呼吸鏈NADH→復(fù)合體Ⅰ→CoQ

→復(fù)合體Ⅲ→Cytc→復(fù)合體Ⅳ→O22、琥珀酸氧化呼吸鏈琥珀酸→復(fù)合體Ⅱ→CoQ

→復(fù)合體Ⅲ→Cytc→復(fù)合體Ⅳ→O2二、NADH和FADH2是氧化呼吸鏈的電子供體根據(jù)電子供體及其傳遞過程，目前認(rèn)為，氧化呼吸鏈有兩條途徑：本文檔共84頁；當(dāng)前第25頁；編輯于星期二\3點0分NADHFMN(Fe-S)琥珀酸FAD(Fe-S)CoQCytb→Cytc→CytcCytaa3O2NADH氧化呼吸鏈FADH2氧化呼吸鏈本文檔共84頁；當(dāng)前第26頁；編輯于星期二\3點0分標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位特異抑制劑阻斷還原狀態(tài)呼吸鏈緩慢給氧將呼吸鏈拆開和重組

氧化呼吸鏈各組分的順序排列是由以下實驗確定的本文檔共84頁；當(dāng)前第27頁；編輯于星期二\3點0分呼吸鏈中各種氧化還原對的標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位氧化還原對E0‘(V)氧化還原對E0‘(V)NAD+/NADN+H+－0.32Cytc1Fe3+/Fe2+0.22FMN/FMNH2－0.219CytcFe3+/Fe2+0.254FAD/FADH2－0.219CytaFe3+/Fe2+0.29CytbL(bH)Fe3+/Fe2+0.05(0.10)Cyta3Fe3+/Fe2+0.35Q10/Q10H20.061/2O2/H2O0.816本文檔共84頁；當(dāng)前第28頁；編輯于星期二\3點0分第二節(jié)

氧化磷酸化將氧化呼吸鏈釋能與ADP磷酸化偶聯(lián)生成ATP本文檔共84頁；當(dāng)前第29頁；編輯于星期二\3點0分底物水平磷酸化(substratelevelphosphorylation)與脫氫反應(yīng)偶聯(lián)，生成底物分子的高能鍵，使ADP(GDP)磷酸化生成ATP(GTP)的過程。不經(jīng)電子傳遞。氧化磷酸化(oxidativephosphorylation)是指在呼吸鏈電子傳遞過程中偶聯(lián)ADP磷酸化，生成ATP，又稱為偶聯(lián)磷酸化。ATP生成方式本文檔共84頁；當(dāng)前第30頁；編輯于星期二\3點0分一、氧化磷酸化偶聯(lián)部位在復(fù)合體Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ內(nèi)根據(jù)P/O比值自由能變化:⊿Go'=-nF⊿Eo'氧化磷酸化偶聯(lián)部位：復(fù)合體Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ本文檔共84頁；當(dāng)前第31頁；編輯于星期二\3點0分線粒體離體實驗測得的一些底物的P/O比值底物呼吸鏈的組成P/O比值可能生成的ATP數(shù)β-羥丁酸NAD+→復(fù)合體Ⅰ→CoQ→復(fù)合體Ⅲ2.52.5→Cytc→復(fù)合體Ⅳ→O2琥珀酸復(fù)合體Ⅱ→CoQ→復(fù)合體Ⅲ1.51.5→Cytc→復(fù)合體Ⅳ→O2抗壞血酸Cytc→復(fù)合體Ⅳ→O20.881細(xì)胞色素c(Fe2+)復(fù)合體Ⅳ→O20.61-0.681（一）P/O比值指氧化磷酸化過程中，每消耗1/2摩爾O2所生成ATP的摩爾數(shù)（或一對電子通過氧化呼吸鏈傳遞給氧所生成ATP分子數(shù)）。本文檔共84頁；當(dāng)前第32頁；編輯于星期二\3點0分（二）自由能變化根據(jù)熱力學(xué)公式，pH7.0時標(biāo)準(zhǔn)自由能變化(△G0′)與還原電位變化(△E0′)之間有以下關(guān)系：n為傳遞電子數(shù)；F為法拉第常數(shù)(96.5kJ/mol·V)△G0′=-nF△E0′本文檔共84頁；當(dāng)前第33頁；編輯于星期二\3點0分電子傳遞鏈自由能變化

本文檔共84頁；當(dāng)前第34頁；編輯于星期二\3點0分ATPATPATP氧化磷酸化偶聯(lián)部位NADHFMN(Fe-S)琥珀酸FAD(Fe-S)CoQCytb→Cytc→CytcCytaa3O2本文檔共84頁；當(dāng)前第35頁；編輯于星期二\3點0分二、氧化磷酸化偶聯(lián)機制是產(chǎn)生跨線粒體內(nèi)膜的質(zhì)子梯度化學(xué)滲透假說(chemiosmotichypothesis)電子經(jīng)呼吸鏈傳遞時，可將質(zhì)子(H+)從線粒體內(nèi)膜的基質(zhì)側(cè)泵到內(nèi)膜胞漿側(cè)，產(chǎn)生膜內(nèi)外質(zhì)子電化學(xué)梯度儲存能量。當(dāng)質(zhì)子順濃度梯度回流時驅(qū)動ADP與Pi生成ATP。本文檔共84頁；當(dāng)前第36頁；編輯于星期二\3點0分氧化磷酸化依賴于完整封閉的線粒體內(nèi)膜；線粒體內(nèi)膜對H+、OH－、K＋、Cl－離子是不通透的；電子傳遞鏈可驅(qū)動質(zhì)子移出線粒體，形成可測定的跨內(nèi)膜電化學(xué)梯度；增加線粒體內(nèi)膜外側(cè)酸性可導(dǎo)致ATP合成，而線粒體內(nèi)膜加入使質(zhì)子通過物質(zhì)可減少內(nèi)膜質(zhì)子梯度，結(jié)果電子雖可以傳遞，但ATP生成減少?；瘜W(xué)滲透假說已經(jīng)得到廣泛的實驗支持。本文檔共84頁；當(dāng)前第37頁；編輯于星期二\3點0分線粒體基質(zhì)

線粒體膜++++----H+O2H2OH+e-ADP+PiATP化學(xué)滲透假說簡單示意圖本文檔共84頁；當(dāng)前第38頁；編輯于星期二\3點0分ⅢⅠⅡⅣF0F1CytcQNADH+H+NAD+延胡索酸琥珀酸H+1/2O2+2H+H2OADP+PiATP4H+2H+4H+胞液側(cè)

基質(zhì)側(cè)++++++++++---------電子傳遞過程復(fù)合體Ⅰ(4H+)、Ⅲ(4H+)和Ⅳ(2H+)有質(zhì)子泵功能。

本文檔共84頁；當(dāng)前第39頁；編輯于星期二\3點0分化學(xué)滲透示意圖及各種抑制劑對電子傳遞鏈的影響本文檔共84頁；當(dāng)前第40頁；編輯于星期二\3點0分三、質(zhì)子順濃度梯度回流釋放能量用于合成

ATPF1：親水部分（動物：α3β3γδε亞基復(fù)合體，OSCP、IF1

亞基），線粒體內(nèi)膜的基質(zhì)側(cè)顆粒狀突起，催化ATP合成。

F0：疏水部分（ab2c9~12亞基，動物還有其他輔助亞基），鑲嵌在線粒體內(nèi)膜中，形成跨內(nèi)膜質(zhì)子通道。ATP合酶結(jié)構(gòu)組成本文檔共84頁；當(dāng)前第41頁；編輯于星期二\3點0分本文檔共84頁；當(dāng)前第42頁；編輯于星期二\3點0分ATP合酶組成可旋轉(zhuǎn)的發(fā)動機樣結(jié)構(gòu)F0的2個b亞基的一端錨定F1的α亞基，另一端通過δ和α3β3穩(wěn)固結(jié)合，使a、b2和α3β3、δ亞基組成穩(wěn)定的定子部分。部分γ和ε亞基共同形成穿過α3β3間中軸，γ還與1個β亞基疏松結(jié)合作用，下端與嵌入內(nèi)膜的c亞基環(huán)緊密結(jié)合。c亞基環(huán)、γ和ε亞基組成轉(zhuǎn)子部分。質(zhì)子順梯度向基質(zhì)回流時，轉(zhuǎn)子部分相對定子部分旋轉(zhuǎn)，使ATP合酶利用釋放的能量合成ATP。

本文檔共84頁；當(dāng)前第43頁；編輯于星期二\3點0分當(dāng)H+順濃度遞度經(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。ATP合酶的工作機制ATP合成的結(jié)合變構(gòu)機制(bindingchangemechanism)本文檔共84頁；當(dāng)前第44頁；編輯于星期二\3點0分四、ATP在能量代謝中起核心作用細(xì)胞內(nèi)代謝反應(yīng)都是依序進(jìn)行、能量逐步得失。ATP稱之為高能磷酸化合物，可直接為細(xì)胞的各種生理活動提供能量，同時也有利于細(xì)胞對能量代謝進(jìn)行嚴(yán)格調(diào)控。生物體能量代謝有其明顯的特點。本文檔共84頁；當(dāng)前第45頁；編輯于星期二\3點0分高能磷酸鍵水解時釋放的能量大于21KJ/mol的磷酸酯鍵，常表示為P。高能磷酸化合物含有高能磷酸鍵的化合物本文檔共84頁；當(dāng)前第46頁；編輯于星期二\3點0分化合物△E0′kJ/mol(kcal/mol)磷酸烯醇式丙酮酸－61.9(－14.8)氨基甲酰磷酸－51.4(－12.3)1，3-二磷酸甘油酸－49.3(－11.8)磷酸肌酸－43.1(－10.3)ATP→ADP＋Pi－30.5(－7.3)乙酰輔酶A－31.5(－7.5)ADP→AMP＋Pi－27.6(－6.6)焦磷酸－27.6(－6.6)葡糖-1-磷酸－20.9(－5.0)一些重要有機磷酸化合物水解釋放的標(biāo)準(zhǔn)自由能本文檔共84頁；當(dāng)前第47頁；編輯于星期二\3點0分（一）ATP是體內(nèi)能量捕獲和釋放利用的重要分子ATP是體內(nèi)最重要的高能磷酸化合物，是細(xì)胞可直接利用的能量形式。

ATP在生物能學(xué)上最重要的意義在于，通過其水解反應(yīng)釋放大量自由能和需要供能的反應(yīng)偶聯(lián)，使這些反應(yīng)在生理條件下完成。本文檔共84頁；當(dāng)前第48頁；編輯于星期二\3點0分

核苷二磷酸激酶的作用ATP+UDPADP+UTPATP+CDPADP+CTPATP+GDPADP+GTP腺苷酸激酶的作用

ADP+ADPATP+AMP（二）ATP是體內(nèi)能量轉(zhuǎn)移和磷酸核苷化合物相互轉(zhuǎn)變的核心

本文檔共84頁；當(dāng)前第49頁；編輯于星期二\3點0分（三）ATP通過轉(zhuǎn)移自身基團(tuán)提供能量因為ATP分子中的高能磷酸鍵水解釋放能量多，易釋放Pi、PPi基團(tuán)，很多酶促反應(yīng)由ATP通過共價鍵與底物或酶分子相連，將ATP分子中的Pi、PPi或者AMP基團(tuán)轉(zhuǎn)移到底物或酶蛋白上而形成中間產(chǎn)物，經(jīng)過化學(xué)轉(zhuǎn)變后再將這些基團(tuán)水解而形成終產(chǎn)物。本文檔共84頁；當(dāng)前第50頁；編輯于星期二\3點0分磷酸肌酸作為肌肉和腦組織中能量的一種貯存形式。（四）磷酸肌酸是高能鍵能量的儲存形式本文檔共84頁；當(dāng)前第51頁；編輯于星期二\3點0分

ATP的生成、儲存和利用ATPADP肌酸磷酸肌酸

氧化磷酸化底物水平磷酸化~P~P機械能(肌肉收縮)滲透能(物質(zhì)主動轉(zhuǎn)運)化學(xué)能(合成代謝)電能(生物電)熱能(維持體溫)生物體內(nèi)能量的儲存和利用都以ATP為中心。本文檔共84頁；當(dāng)前第52頁；編輯于星期二\3點0分第三節(jié)

氧化磷酸化的影響因素

本文檔共84頁；當(dāng)前第53頁；編輯于星期二\3點0分一、體內(nèi)能量狀態(tài)可調(diào)節(jié)氧化磷酸化速率

氧化磷酸化是機體合成能量載體ATP的最主要的途徑，因此機體根據(jù)能量需求調(diào)節(jié)氧化磷酸化速率，從而調(diào)節(jié)ATP的生成量。

本文檔共84頁；當(dāng)前第54頁；編輯于星期二\3點0分二、抑制劑可阻斷氧化磷酸化過程（一）呼吸鏈抑制劑阻斷電子傳遞過程復(fù)合體Ⅰ抑制劑：魚藤酮(rotenone)、粉蝶霉素A(piericidinA)及異戊巴比妥(amobarbital)等阻斷傳遞電子到泛醌。復(fù)合體Ⅱ的抑制劑：萎銹靈(carboxin)。本文檔共84頁；當(dāng)前第55頁；編輯于星期二\3點0分復(fù)合體Ⅲ抑制劑：抗霉素A(antimycinA)阻斷CytbH傳遞電子到泛醌(QN)

；粘噻唑菌醇則作用QP位點。復(fù)合體Ⅳ抑制劑：CN－、N3－緊密結(jié)合中氧化型Cyta3，阻斷電子由Cyta到CuB-Cyta3間傳遞。CO與還原型Cyta3結(jié)合，阻斷電子傳遞給O2。

本文檔共84頁；當(dāng)前第56頁；編輯于星期二\3點0分NADHFMN(Fe-S)琥珀酸FAD(Fe-S)CoQCytb→Cytc→CytcCytaa3O2魚藤酮粉蝶霉素A異戊巴比妥×抗霉素A二巰基丙醇×CO、CN-、N3-及H2S×各種呼吸鏈抑制劑的阻斷位點本文檔共84頁；當(dāng)前第57頁；編輯于星期二\3點0分不同底物和抑制劑對線粒體氧耗的影響

本文檔共84頁；當(dāng)前第58頁；編輯于星期二\3點0分（二）解偶聯(lián)劑阻斷ADP的磷酸化過程

解偶聯(lián)劑(uncoupler)可使氧化與磷酸化的偶聯(lián)相互分離，基本作用機制是破壞電子傳遞過程建立的跨內(nèi)膜的質(zhì)子電化學(xué)梯度，使電化學(xué)梯度儲存的能量以熱能形式釋放，ATP的生成受到抑制。如：二硝基苯酚(dinitrophenol,DNP)；解偶聯(lián)蛋白(uncouplingprotein，UCP1)。本文檔共84頁；當(dāng)前第59頁；編輯于星期二\3點0分解偶聯(lián)蛋白作用機制（棕色脂肪組織線粒體）ⅢⅠⅡF0F1ⅣCytcQ胞液側(cè)基質(zhì)側(cè)解偶聯(lián)蛋白熱能H+H+ADP+PiATP本文檔共84頁；當(dāng)前第60頁；編輯于星期二\3點0分（三）ATP合酶抑制劑同時抑制電子傳遞和ATP的生成這類抑制劑對電子傳遞及ADP磷酸化均有抑制作用。例如寡霉素(oligomycin)可結(jié)合F0單位，二環(huán)己基碳二亞胺(dicyclohexylcarbodiimide,DCCP)共價結(jié)合F0的c亞基谷氨酸殘基，阻斷質(zhì)子從F0質(zhì)子半通道回流，抑制ATP合酶活性。由于線粒體內(nèi)膜兩側(cè)質(zhì)子電化學(xué)梯度增高影響呼吸鏈質(zhì)子泵的功能，繼而抑制電子傳遞。本文檔共84頁；當(dāng)前第61頁；編輯于星期二\3點0分

寡霉素(oligomycin)寡霉素ATP合酶結(jié)構(gòu)模式圖可阻止質(zhì)子從F0質(zhì)子通道回流，抑制ATP生成。本文檔共84頁；當(dāng)前第62頁；編輯于星期二\3點0分電子傳遞鏈及氧化磷酸化系統(tǒng)概貌ΔμH+跨膜質(zhì)子電化學(xué)梯度；H+m內(nèi)膜基質(zhì)側(cè)H+；H+c

內(nèi)膜胞液側(cè)H+本文檔共84頁；當(dāng)前第63頁；編輯于星期二\3點0分Na+，K+–ATP酶和解偶聯(lián)蛋白基因表達(dá)均增加。三、甲狀腺激素可促進(jìn)氧化磷酸化和產(chǎn)熱本文檔共84頁；當(dāng)前第64頁；編輯于星期二\3點0分四、線粒體DNA突變可影響機體氧化磷酸化功能。

線粒體DNA（mtDNA）呈裸露的環(huán)狀雙螺旋結(jié)構(gòu)，缺乏蛋白質(zhì)保護(hù)和損傷修復(fù)系統(tǒng)，容易受到損傷而發(fā)生突變，其突變率遠(yuǎn)高于核內(nèi)的基因組DNA。本文檔共84頁；當(dāng)前第65頁；編輯于星期二\3點0分五、線粒體的內(nèi)膜選擇性協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)運氧化磷酸化相關(guān)代謝物線粒體外膜通透性高，線粒體對物質(zhì)通過的選擇性主要依賴于內(nèi)膜中不同轉(zhuǎn)運蛋白(transporter)對各種物質(zhì)的轉(zhuǎn)運。本文檔共84頁；當(dāng)前第66頁；編輯于星期二\3點0分轉(zhuǎn)運蛋白進(jìn)入線粒體出線粒體ATP-ADP轉(zhuǎn)位酶ADP3-ATP4-磷酸鹽轉(zhuǎn)運蛋白H2PO4-+H+二羧酸轉(zhuǎn)運蛋白HPO42-蘋果酸α-酮戊二酸轉(zhuǎn)運蛋白蘋果酸α-酮戊二酸天冬氨酸-谷氨酸轉(zhuǎn)運蛋白谷氨酸天冬氨酸單羧酸轉(zhuǎn)運蛋白丙酮酸OH-三羧酸轉(zhuǎn)運蛋白蘋果酸檸檬酸堿性氨基酸轉(zhuǎn)運蛋白鳥氨酸瓜氨酸肉堿轉(zhuǎn)運蛋白脂酰肉堿肉堿線粒體內(nèi)膜的某些轉(zhuǎn)運蛋白對代謝物的轉(zhuǎn)運

本文檔共84頁；當(dāng)前第67頁；編輯于星期二\3點0分（一）胞漿中NADH通過穿梭機制進(jìn)入線粒體

氧化呼吸鏈胞漿中NADH必須經(jīng)一定轉(zhuǎn)運機制進(jìn)入線粒體，再經(jīng)呼吸鏈進(jìn)行氧化磷酸化。α-磷酸甘油穿梭(α-glycerophosphateshuttle)蘋果酸-天冬氨酸穿梭

(malate-asparateshuttle)轉(zhuǎn)運機制：本文檔共84頁；當(dāng)前第68頁；編輯于星期二\3點0分1.α-磷酸甘油穿梭主要存在于腦和骨骼肌中

本文檔共84頁；當(dāng)前第69頁；編輯于星期二\3點0分

NADH+H+FADH2NAD+FAD

線粒體內(nèi)膜

線粒體外膜膜間隙

線粒體基質(zhì)α-磷酸甘油脫氫酶呼吸鏈磷酸二羥丙酮α-磷酸甘油本文檔共84頁；當(dāng)前第70頁；編輯于星期二\3點0分2.蘋果酸-天冬氨酸穿梭主要存在于肝和心肌中

本文檔共84頁；當(dāng)前第71頁；編輯于星期二\3點0分NADH+H+NAD+NADH+H+NAD+谷氨酸-天冬氨酸轉(zhuǎn)運體蘋果酸-α-酮戊二酸轉(zhuǎn)運體蘋果酸草酰乙酸α-酮戊二酸谷氨酸蘋果酸脫氫酶谷草轉(zhuǎn)氨酶胞液線粒體內(nèi)膜基質(zhì)呼吸鏈天冬氨酸本文檔共84頁；當(dāng)前第72頁；編輯于星期二\3點0分（二）ATP-ADP轉(zhuǎn)位酶協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)運ADP進(jìn)入和

ATP移出線粒體本文檔共84頁；當(dāng)前第73頁；編輯于星期二\3點0分ATP4-F0F1胞液側(cè)

基質(zhì)側(cè)

腺苷酸轉(zhuǎn)運蛋白磷酸轉(zhuǎn)運蛋白ADP3-H2PO4-ATP4-H+H+H+H+H2PO4-H2PO4-ADP3-ADP3-每分子ATP4-和ADP3-反向轉(zhuǎn)運時，向內(nèi)膜外凈轉(zhuǎn)移1個負(fù)電荷，相當(dāng)于多1個H+轉(zhuǎn)入線粒體基質(zhì)。

本文檔共84頁；當(dāng)前第74頁；編輯于星期二\3點0分第四節(jié)

其他氧化與抗氧化體系本文檔共84頁；當(dāng)前第75頁；編輯于星期二\3點0分反應(yīng)活性氧類(reactiveoxygenspecies,ROS)O2e-O·-2e-+2H+H2O2e-+H+OH·H