生化-第五章代謝總論與生物氧化(文件)
【正文】 合物 IV，它是位于線粒體呼吸鏈末端的蛋白復(fù)合物，由 12個(gè)多肽亞基組成。 復(fù)合物 Ⅳ + 2H+ Cyt c A B C 膜間隙（正） 基質(zhì)（負(fù)） 1 (泵出 ) (底物 ) 4H+ 4H+ 復(fù)合物 Ⅳ 膜間隙（外） 基質(zhì)（內(nèi)） 琥珀酸 延胡索酸 MH2 NADH FMN CoQ + b + c1 + c + aa3 + O2 + FADH2 組成 ： Fo亞基 + F1亞基 Fo ： 寡霉素敏感蛋白（ oscp），鑲嵌在線粒體內(nèi)膜中的質(zhì)子通道 F1： （ ?3?3???）催化生成 ATP ATP合成酶 基質(zhì)側(cè) 膜間隙側(cè) 四、氧化磷酸化 (Oxidative Phosphorylation)作用 ——伴隨著放能的氧化作用而進(jìn)行的 ATP合成。 底物水平磷酸化和氧的存在與否無關(guān)，在ATP 生成中沒有氧分子參與，也不經(jīng)過電子傳遞鏈傳遞電子。 NADH呼吸鏈： P/O比值接近 3， FADH2呼吸鏈： P/O比值接近 2， 故推斷從 NADH到分子氧、 FADH2到分子氧的呼吸鏈上釋放的能量，可分別用于 3個(gè)、 2個(gè) ATP。 跨膜質(zhì)子轉(zhuǎn)移 膜間隙 1 基質(zhì) 琥珀酸 延胡索酸 電化學(xué)梯度 （二）胞液中 NADH 的氧化磷酸化 在細(xì)胞質(zhì)中經(jīng)糖酵解產(chǎn)生的 NADH，不能透過線粒體內(nèi)膜進(jìn)入呼吸鏈以便進(jìn)行有氧氧化。認(rèn)為電子傳遞產(chǎn)生一種高能共價(jià)中間物，它隨后的裂解釋放能量驅(qū)動(dòng) ATP合成。認(rèn)為電子沿呼吸鏈傳遞使線粒體內(nèi)膜蛋白質(zhì)組分發(fā)生構(gòu)象變化，而形成一種高能形式，這種高能形式通過將能量提供給 ATP合成而恢復(fù)其原來的構(gòu)象。當(dāng)質(zhì)子順濃度梯度回流時(shí)驅(qū)動(dòng) ADP與 Pi生成 ATP。 ? 氧化磷酸化作用的關(guān)鍵因素是質(zhì)子（ H+）梯度和完整的線粒體內(nèi)膜。由于 H+ 濃度梯度所釋放的自由能，偶聯(lián) ADP 與無機(jī)磷酸合成 ATP，質(zhì)子的電化學(xué)梯度也隨之消失。 大多數(shù)實(shí)驗(yàn)測(cè)量表明：每合成 1分子 ATP大約需要 3個(gè)質(zhì)子通過 FoF1ATP酶；同時(shí)，從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)合成 ATP所需的 Pi至線粒體基質(zhì)要消耗 1個(gè)質(zhì)子。 ? 2. 解偶聯(lián)劑 ：引起解偶聯(lián)作用的物質(zhì)稱為解偶聯(lián)劑，如 ，雙羥香豆素、碳酰氰三氟甲氧苯腙等。能量來自體內(nèi)有機(jī)物的氧化作用－－生物氧化。 提 要 從線粒體內(nèi)膜的呼吸鏈可分離得到四種功能復(fù)合物： NADH?Q還原酶（ I）、琥珀酸 Q還原酶（ II）、 QH2Cyt c還原酶（ III)、 Cyt c 氧化酶（ IV）。 化學(xué)滲透假說是解釋氧化磷酸化機(jī)制的主要學(xué)說。 END 。當(dāng)質(zhì)子梯度經(jīng) ATP合酶通道回流時(shí)，驅(qū)動(dòng) ADP磷酸化生成 ATP。 呼吸鏈電子傳遞過程中釋放的能量，大約有 40％可使ADP磷酸化生成 ATP，此過程稱為氧化磷酸化偶聯(lián)。 物質(zhì)中儲(chǔ)存能量的釋放主要通過代謝物脫下 2H，經(jīng)呼吸鏈中多種酶和輔酶逐步傳遞最終與 O2結(jié)合生成 H2O完成的。它是一種親脂性弱酸，在不同的 pH 環(huán)境中可釋放 H+或結(jié)合 H+：在 pH 的環(huán)境中， DNP 以解離形式存在，不能透過線粒體膜；在酸性環(huán)境中，解離的 DNP 質(zhì)子化，變?yōu)橹苄缘姆墙怆x形式，能透過膜的磷脂雙分子層，同時(shí)把一個(gè)質(zhì)子從膜外側(cè)帶入到膜內(nèi)側(cè)，因而破壞電子傳遞形成的跨膜質(zhì)子梯度，使氧化磷酸化與電子傳遞解偶聯(lián)，抑制 ATP 的形成。 因此， 1對(duì) H(即 2e)經(jīng) NADH呼吸鏈生成 ATP，經(jīng) FADH2呼吸鏈生成 ATP。 細(xì) 胞 質(zhì) 膜間隙 基 質(zhì) 由于泵出質(zhì)子，使得基質(zhì)外側(cè)的質(zhì)子濃度高于內(nèi)側(cè) 流動(dòng)的電子載體 ATP 合 成 酶 膜結(jié)合蛋白 復(fù)合體 來自 NADH 的電子 來自 FADH2 的電子 電子傳遞 產(chǎn)生能量將質(zhì)子泵出 形成跨膜濃度梯度 ATP合成 利用質(zhì)子返回膜內(nèi)驅(qū)動(dòng) ATP產(chǎn)生 線 粒 體 外 膜 內(nèi) 膜 質(zhì)子泵 膜間隙（正） 基質(zhì)（負(fù)） 生理物質(zhì)的氧化在多個(gè)位點(diǎn)（ 復(fù)合物 Ⅰ 、 Ⅲ和 Ⅳ ）為跨膜質(zhì)子梯度做貢獻(xiàn)，而該梯度只在一個(gè)部位即 FoF1ATP酶處消減 (－－合成 ATP)。這種 H+ 質(zhì)子梯度和電位梯度就是質(zhì)子返回內(nèi)膜的一種動(dòng)力。 2. 遞氫體有氫泵的作用 , 可將其中的電子（ 2e）傳給位于其后的電子傳遞體 ,而將 H+ 質(zhì)子從內(nèi)膜泵出到膜外側(cè)。 ? 3. 化學(xué)滲透假說（ chemiosmotic hypothesis） ? 1961年英國(guó)生物化學(xué)家 Peter Mitchell首先提出， 1978年獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 （三）氧化磷酸化作用機(jī)制 氧化作用（電子傳遞）與磷酸化作用相偶聯(lián)已經(jīng)不存在任何疑問，但對(duì)二者究竟如何偶聯(lián)，尚有許多未完全闡明的問題。一種稱為 甘油 α 磷酸穿梭系統(tǒng) ，另一種稱為 蘋果酸 天冬氨酸穿梭系統(tǒng) 。 ★ 最近的研究表明：復(fù)合物 Ⅰ 、 Ⅲ 和 Ⅳ 不能直接合成 ATP，但能螯合通過電子傳遞所產(chǎn)生的自由能，從而將質(zhì)子由線粒體基質(zhì)泵出至膜間隙，形成跨膜的質(zhì)子梯度。真核生物氧化磷酸化過程在線粒體內(nèi)膜進(jìn)行，原核生物在細(xì)胞質(zhì)膜上進(jìn)行。 底物水平磷酸化反應(yīng)舉例 X~ + ADP → AT P + X P COO CO~ P CH2 磷酸烯醇式丙酮酸 COO C=O CH3 丙酮酸 丙酮酸激酶 ADP ATP 2. 電子傳遞體系磷酸化 當(dāng)電子從 NADH或 FADH2經(jīng)過電子傳遞體系（呼吸鏈）傳遞給氧形成水時(shí)
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