生物化學生物氧化氧化磷酸化課件

是指電子從NADH或FADH2經(jīng)電子傳遞鏈傳遞給分子氧生成水,并偶聯(lián)ADP和Pi生成ATP的過程。它是需氧生物合成ATP的主要途徑。

1.體內ATP生成的方式：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。

底物水平磷酸化(substratelevelphos-phorylation)

是底物分子內部能量重新分布，生成高能鍵，使ADP磷酸化生成ATP的過程。2.氧化磷酸化偶聯(lián)部位即ATP生成的部位。P/O比值：是指物質氧化時，每消耗1摩爾氧原子所消耗的無機磷的摩爾數(shù)，即生成ATP的摩爾數(shù)。

---物質氧化時，每消耗1mol氧原子所消耗無機磷的mol數(shù)（或ADPmol數(shù)），或每消耗1mol氧所生成的ATP的mol數(shù).自由能變化(△G0′)：

大于30.5kJ即可生成1摩爾ATP。

69.5kJ/mol40.5kJ/mol102.3kJ/mol三個偶聯(lián)部位：①NADH與CoQ之間；②CoQ與Cytc之間；③Cytaa3與氧之間。3.氧化磷酸化的機制有關氧化磷酸化機理的幾種假說化學偶聯(lián)假說構象偶聯(lián)假說化學滲透假說（1）化學偶聯(lián)假說（1953年）

chemicalcouplinghypothesis

認為電子傳遞反應釋放的能量通過一系列連續(xù)的化學反應形成高能共價中間物，最后將其能量轉移到ADP中形成ATP。

1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸激酶3-磷酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛脫氫酶（2）構象偶聯(lián)假說（1964）

conformationalcouplinghypothesis

認為電子沿電子傳遞鏈傳遞使線粒體內膜的蛋白質組分發(fā)生了構象變化，形成一種高能構象，這種高能形式通過ATP的合成而恢復其原來的構象。迄今未能分離出這種高能蛋白質。但在電子傳遞過程中蛋白質組分的構象變化還是存在的。

DComplexⅣ過氧化氫酶catalase(3)、超氧化物歧化酶

（superoxidedimutase,SOD）③Cytaa3與氧之間。質子穿過a時,推動c環(huán)象水車一樣轉動,連帶F1轉動.WhichmakeFe-Sasprostheticgroupintherespiratorychain?線粒體外膜孔蛋白，<10kDa的物質通過解偶聯(lián)劑:使氧化與磷酸化偶聯(lián)過程脫離。質子穿過a時,推動c環(huán)象水車一樣轉動,連帶F1轉動.CComplexⅢ但在電子傳遞過程中蛋白質組分的構象變化還是存在的。D進入線粒體需主動轉運A位于線粒體內膜，又稱復合體ⅤDc→b→c1→aa3→O2D2,4-dinitrophenolATP合成酶在線粒體中的位置關于ATP合成酶，敘述正確的是位于線粒體內膜的基質側。(3)化學滲透假說：線粒體內膜的電子傳遞鏈是質子泵電子由高能狀態(tài)傳遞到低能狀態(tài)時釋放出來的能量，用于驅動膜內側的H+遷移到膜外側（內膜對H+是不通透的），在膜內外側產生了跨膜質子梯度和電位梯度在膜內外勢能差的驅動下，膜外高能質子沿著一個特殊通道（ATP合酶組成部分），跨膜回到膜內側。質子跨膜過程中釋放的能量，直接驅動ADP和磷酸合成ATP復合體Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ均有質子泵作用4H+4H+4H+4H+2H+2H+內膜表面基質NADH＋H＋NAD＋琥珀酸延胡索酸?O2＋2H+H2OQ循環(huán)線粒體基質線粒體膜++++----H+O2H2OH+e-ADP+PiATP化學滲透假說簡單示意圖化學滲透假說4.ATP合成機制ATP合酶即復合體Ⅴ。位于線粒體內膜的基質側。ATP合成酶在線粒體中的位置ATP合酶F0：為疏水蛋白質，是鑲嵌在線粒體內膜中的質子通道。F1：為親水蛋白質，由

3

3

亞基組成，催化生成ATP。OSCP：寡霉素敏感相關蛋白，位于F0與F1之間，使ATP合酶在寡霉素存在時不能生成ATP。ATP合成酶由疏水的F0(a1b2c9

12)和親水的F1(

3

3

)組成.質子穿過a時,推動c環(huán)象水車一樣轉動,連帶F1轉動.質子流過ATP合酶時同時釋放出結合的ATP分子ATP生成的主要方式是（）F1：為親水蛋白質，由33亞基組成，催化生成ATP。關于輔酶Q,哪些敘述是正確的?線粒體內膜的電子傳遞鏈是質子泵①NADH與CoQ之間；DComplexⅣDComplexⅣ谷胱甘肽過氧化物酶對機體起保護作用電子由高能狀態(tài)傳遞到低能狀態(tài)時釋放出來的能量，用于驅動膜內側的H+遷移到膜外側（內膜對H+是不通透的），在膜內外側產生了跨膜質子梯度和電位梯度解偶聯(lián)劑:使氧化與磷酸化偶聯(lián)過程脫離。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。關于ATP合成酶，敘述正確的是B高能磷酸鍵只存在于ATPF0：為疏水蛋白質，是鑲嵌在線粒體內膜中的質子通道。B由F1和F0兩部分組成E高能化合物之間的轉化ATP合成酶在線粒體中的位置關于線粒體內膜外H+濃度敘述正確的是D不參與呼吸鏈復合體ATP合酶結構模式圖ATP合酶的工作機制ATP合酶的作用力是由質子動力所驅動的ATP4-F0F1胞液側基質側腺苷酸轉運蛋白磷酸轉運蛋白

ADP3-H2PO4-ATP4-3H+3H+

H+H+H2PO4-H2PO4-ADP3-ADP3-每分子ATP在線粒體中生成并轉運到胞漿需4個H＋回流進入線粒體基質中5.氧化磷酸化的解偶聯(lián)和抑制呼吸鏈抑制劑:阻斷呼吸鏈中某些部位電子傳遞。解偶聯(lián)劑:使氧化與磷酸化偶聯(lián)過程脫離。如：解偶聯(lián)蛋白,如2，4-二硝基苯酚(DNP)氧化磷酸化抑制劑:對電子傳遞及ADP磷酸化均有抑制作用。如：寡霉素魚藤酮粉蝶霉素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解偶聯(lián)蛋白作用機制（棕色脂肪組織線粒體）ⅢⅠⅡF0F1ⅣCytcQ胞液側基質側解偶聯(lián)蛋白熱能

H+

H+ADP+Pi

ATP

Ｈ＋Ｈ＋Ｈ＋ADP+PiATP+H2O解偶聯(lián)蛋白Ｈ＋解偶聯(lián)作用機制熱Ｈ＋寡霉素(oligomycin)可阻止質子從F0質子通道回流，抑制ATP生成寡霉素6.通過線粒體內膜的物質轉運線粒體外膜孔蛋白，<10kDa的物質通過線粒體內膜不同的轉運體,對物質有選擇性兩種機制:α-磷酸甘油穿梭(glycerophosphateshuttle)蘋果酸-天冬氨酸穿梭(malate-asparateshuttle)胞質中NADH的氧化(線粒體外NADH的氧化)NADH兩種氧化途徑的比較氧化途徑主要存在的組織主要承擔酶胞液中主要承擔酶的輔基線粒體內主要承擔酶的輔基被完全氧化時經(jīng)過的呼吸鏈完全氧化時產生的ATP量

-磷酸甘油穿梭骨骼肌、神經(jīng)細胞

-磷酸甘油脫氫酶NAD+FAD琥珀酸氧化呼吸鏈1.5ATP蘋果酸穿梭肝、心肌組織蘋果酸脫氫酶NAD+NAD+NADH氧化呼吸鏈2.5ATP

-磷酸甘油穿梭示意圖NADH+H+NAD+

-磷酸甘油脫氫酶

-磷酸甘油脫氫酶FADFADH2呼吸鏈氨基酸氧化酶、單胺氧化酶、黃嘌呤氧化酶蘋果酸-天冬氨酸穿梭(malate-asparateshuttle)關于線粒體內膜外H+濃度敘述正確的是另1分子H2O2接受電子（1）化學偶聯(lián)假說（1953年）E進入線粒體需載體轉運WheredoesthephosphorylationcouplewiththeoxidationandcanproduceATP?OSCP：寡霉素敏感相關蛋白，位于F0與F1之間，使ATP合酶在寡霉素存在時不能生成ATP。認為電子傳遞反應釋放的能量通過一系列連續(xù)的化學反應形成高能共價中間物，最后將其能量轉移到ADP中形成ATP。ECytaa3→O2WhichonecanbeinhibitedbyCOinrespiratorychain?B高能磷酸鍵只存在于ATPE所有的生化轉變都需要ATP參與A位于線粒體內膜，又稱復合體Ⅴ線粒體內主要承擔酶的輔基但在電子傳遞過程中蛋白質組分的構象變化還是存在的。質子流過ATP合酶時同時釋放出結合的ATP分子A位于線粒體內膜，又稱復合體Ⅴ質子流過ATP合酶時同時釋放出結合的ATP分子蘋果酸-天冬氨酸穿梭3ATP(1)、脫氫酶和氧化酶受氫體輔酶或輔基產物舉例不需氧脫氫酶輔酶NADH脫氫酶需氧脫氫酶O2FMN(FAD)H2O2氨基酸氧化酶、

單胺氧化酶、黃嘌呤氧化酶氧化酶O2含CuH2O細胞色素c氧化酶、酚氧化酶、抗壞血酸氧化酶7.其他氧化體系末端氧化酶：能將底物所脫下的電子最后傳給O2，并形成H2O或H2O2的酶類。種類：細胞色素氧化酶：主要的末端氧化酶，與O的親和力最高，4/5的耗氧量由此酶承擔酚氧化酶:組織受傷，將酚氧化成醌（紅褐色），抑制微生物活性抗壞血酸氧化酶乙醇酸氧化酶

(2)、過氧化酶體中的酶類

過氧化氫酶catalase催化反應:1分子H2O2

提供電子,

另1分子H2O2

接受電子

輔基:4個血紅素作用：分布廣,可消除需氧脫氫酶催化反應產生的有毒的H2O2催化反應:催化H2O2直接氧化酚類/胺類化合物

輔基：血紅素谷胱甘肽過氧化物酶對機體起保護作用過氧化物酶（peroxidase）(3)、超氧化物歧化酶

（superoxidedimutase,SOD）呼吸鏈電子傳遞過程中產生超氧離子(O2-.)O2-.H2O2+.OH

損傷生物膜2O2-.+2H+H2O2+O2超氧化物歧化酶SOD輔基含Cu、Zn(胞液)或Mn(線粒體)。過氧化氫酶H2O+O21.呼吸鏈存在于（）A細胞膜B線粒體外膜C線粒體內膜D微粒體E過氧化物酶體本章選擇題練習2.下列哪種物質不是NADH氧化呼吸鏈的組分？A.FMNB.FADC.泛醌D.鐵硫蛋白E.細胞色素c3.ATP生成的主要方式是（）A肌酸磷酸化B氧化磷酸化C糖的磷酸化D底物水平磷酸化E高能化合物之間的轉化D進入線粒體需主動轉運氨基酸氧化酶、單胺氧化酶、黃嘌呤氧化酶在膜內外勢能差的驅動下，膜外高能質子沿著一個特殊通道（ATP合酶組成部分），跨膜回到膜內側。conformationalcouplinghypothesis關于輔酶Q,哪些敘述是正確的?F1：為親水蛋白質，由33亞基組成，催化生成ATP。ATP合成酶由疏水的F0(a1b2c912)和親水的F1(33)組成.DComplexⅣ過氧化氫酶catalaseECytaa3→O2B由F1和F0兩部分組成下列哪種酶以氧為受氫體催化底物氧化生成水？下列哪種物質不是NADH氧化呼吸鏈的組分？B高能磷酸鍵只存在于ATPWhichonecanbeinhibitedbyCOinrespiratorychain?①NADH與CoQ之間；E高能化合物之間的轉化α-磷酸甘油穿梭(glycerophosphateshuttle)電子由高能狀態(tài)傳遞到低能狀態(tài)時釋放出來的能量，用于驅動膜內側的H+遷移到膜外側（內膜對H+是不通透的），在膜內外側產生了跨膜質子梯度和電位梯度質子跨膜過程中釋放的能量，直接驅動ADP和磷酸合成ATP反應產生的有毒的H2O2D進入線粒體需主動轉運5.下例關于高能磷酸鍵的敘述，正確的是A所有高能鍵都是磷酸鍵B高能磷酸鍵只存在于ATPC高能磷酸鍵僅在呼吸鏈中偶聯(lián)D有ATP參與的反應也可逆向進行E所有的生化轉變都需要ATP參與6.下列哪種酶以氧為受氫體催化底物氧化生成水？A丙酮酸脫氫酶B琥珀酸脫氫酶C黃嘌呤氧化酶D細胞色素c氧化酶ESOD7.關于線粒體內膜外H+濃度敘述正確的是A濃度高于線粒體內B濃度低于線粒體內C可自由進入線粒體D進入線粒體需主動轉運E進入線粒體需載體轉運8.參與呼吸鏈電子傳遞的金屬離子是()A鐵離子B鈷離子C鎂離子D鋅離子E以上都不是9.呼吸鏈中,不具有質子泵功能的是A復合體ⅠB復合體ⅡC復合體ⅢD復合體ⅣE以上都不是10.關于超氧化物歧化酶,哪項是不正確的()A可催化產生超氧離子B可消除超氧離子C可催化產生過氧化氫D含金屬離子輔基E存在于胞液和線粒體中11.Exceptiron,Cytaa3contain()ion.AZnBMgCCuDMnEK12.WhichonecanbeinhibitedbyCOinrespiratorychain?AFADBFMNCFe-SDCytaa3ECytc13.Whichoneisuncoupler?ACOBpiericidinACKCND2,4-dinitrophenolEH2S14.Therightelectrontansferationsequenceis()Ab→c→c1→aa3→O2Bc1→c→b→aa3→O2Cc→c1→b→aa3→O2Dc→b→c1→aa3→O2Eb→c1→c→aa3→O2末端氧化酶：能將底物所脫下的電子最后傳給O2，并形成H2O或H2O2的酶類。D生成ATP的催化部位在F1的亞基上B高能磷酸鍵只存在于ATP線粒體內主要承擔酶的輔基在膜內外勢能差的驅動下，膜外高能質子沿著一個特殊通道（ATP合酶組成部分），跨膜回到膜內側。氧化磷酸化的解偶聯(lián)和抑制谷胱甘肽過氧化物酶對機體起保護作用DFADH2→CoQA位于線粒體內膜，又稱復合體Ⅴ關于輔酶Q,哪些敘述是正確的?Bc1→c→b→aa3→O2A位于線粒體內膜，又稱復合體Ⅴ酚氧化酶:組織受傷，將酚氧化成醌（紅褐色），抑制微生物活性BpiericidinAD進入線粒體需主動轉運自由能變化(△G0′)：

大于30.谷胱甘肽過氧化物酶對機體起保護作用WhichmakeFe-Sasprostheticgroupintherespiratorychain?DComplexⅣ每分子ATP在線粒體中生成并轉運到胞漿需4個H＋回流進入線粒體基質中ATP合成酶在線粒體中的位置通過線粒體內膜的物質轉運15.關于ATP合成酶，敘述正確的是A位于線粒體內膜，又稱復合體ⅤB由F1和F0兩部分組成CF0是質子通道D生成ATP的催化部位在F1的亞基上EF1呈疏水性，嵌在線粒體內膜中16.關于輔酶Q,哪些敘述是正確的?A是一種水溶性化合物B其屬醌類化合物C可在線粒體內膜中迅速擴散D不參與呼吸鏈復合體E是NADH呼吸鏈與琥珀酸呼吸鏈的交匯點17.關于細胞色素,敘述正確的是()A均以鐵卟啉為輔基B有色C均為電子傳遞體D均可被氰化物抑制E本質是蛋白質18.下列物質屬于高能化合物的是（）A乙酰輔酶ABGTPC磷酸肌酸D磷酸二羥丙酮E磷酸烯醇式丙酮酸19.WhichmakeFe-Sasprostheticgroupintherespiratorychain?AComplexⅠBComplexⅡCComplexⅢDComplexⅣECytc20.WheredoesthephosphorylationcouplewiththeoxidationandcanproduceATP?ANADH→CoQBCoQ→CytbCCoQ→CytcDFADH2→CoQECytaa3→O2是指電子從NADH或FADH2經(jīng)電子傳遞鏈傳遞給分子氧生成水,并偶聯(lián)ADP和Pi生成ATP的過程。它是需氧生物合成ATP的主要途徑。4.ATP合成機制ATP合酶即復合體Ⅴ。位于線粒體內膜的基質側。ATP合成酶在線粒體中的位置末端氧化酶：能將底物所脫下的電子最后傳給O2，并形成H2O或H2O2的酶類。種類：細胞色素氧化酶：主要的末端氧化酶，與O的親和力最高，4/5的耗氧量由此酶承擔酚氧化酶:組織受傷，將酚氧化成醌（紅褐色），抑制微生物活性抗壞血酸氧化酶乙醇酸氧化酶催化反應:催化H2O2直接氧化酚類/胺類化合物

輔基：血紅素谷胱甘肽過氧化物酶對機體起保護作用過氧化物酶（peroxidase）12.WhichonecanbeinhibitedbyCOinrespiratorychain?AFADBFMNCFe-SDCytaa3ECytc③Cytaa3與氧之間。ATP合成酶在線粒體中的位置關于輔酶Q,哪些敘述是正確的?B由F1和F0兩部分組成底物水平磷酸化(substratelev