【正文】 （ 4＋ 2） 質(zhì)子跨膜移動(dòng)。 在電子傳遞過(guò)程中 ,每傳遞一對(duì)電子就泵出 10H+ 質(zhì)子 。共存在三種假說(shuō)： ? 2. 構(gòu)象偶聯(lián)假說(shuō) ? 1964年 Paul Boyer最先提出。 跨膜質(zhì)子梯度所蘊(yùn)含的自由能是推動(dòng) ATP合成的驅(qū)動(dòng)力。 底物水平磷酸化是捕獲能量的一種方式，在發(fā)酵作用（ 無(wú)氧呼吸 ）中是進(jìn)行生物氧化取得能量的唯一方式。 ? QH2Cyt c 還原酶 QH2 + 2 Cyt c (Fe3+) Q + 2 Cyt c (Fe2+) + 2H+ ? QH2Cyt c還原酶由 9個(gè)多肽亞基組成， 活性部分主要包括細(xì)胞色素 b 和 c1，以及鐵硫蛋白（ 2Fe2S）。 ? FMN的作用是接受脫氫酶脫下的電子和質(zhì)子，形成還原型 FMNH2?！?： 低 高 電子遷移方向：低電位 高電位 ? G186。 典型的線粒體呼吸鏈中，細(xì)胞色素的順序是：b → c1 → c → aa3 → O2。為一種脂溶性醌類(lèi)化合物，又名泛醌， 簡(jiǎn)寫(xiě)為 CoQ或 Q。 還 原 氧 化 （ 2） 黃素脫氫酶類(lèi)－－以 FMN或 FAD為輔基的脫氫酶類(lèi) 該類(lèi)酶也屬 不需氧脫氫酶 ，催化代謝物脫下一對(duì) H原子，使 FMN或 FAD還原為 FMNH2或FADH2。 O2 O2 H2O 脫氫酶 氧化酶 概念 ? 代謝物上的氫原子被脫氫酶激活脫落后，經(jīng)一系列傳遞體，最后 （將質(zhì)子和電子） 傳遞給氧而生成水的全部體系，稱呼吸鏈(respiratory chain)。 2. 能量逐步釋放，部分存于 ATP中。 二、 新陳代謝的研究方法 1. 活體內(nèi) (in vivo)與活體外實(shí)驗(yàn) (in vitro) 2. 同位素示蹤法 3. 代謝途徑阻斷法 4. 遺傳缺欠癥及動(dòng)物模型等方法 三、 生物體內(nèi)能量代謝的基本規(guī)律 自由能：生物體（或恒溫恒壓）用以作功的能量。在沒(méi)有作功條件時(shí)，自由能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮軉适А? 3. 分為線粒體氧化體系和非線粒體氧化體系。此體系也稱電子傳遞體系或電子傳遞鏈 (electron transfer chain)。 FMN和 FAD是比 NAD+或 NADP+ 更強(qiáng)的氧化劑。 OOC H 3 OC H 3 OC H 3( C H 2 C H C C H 2 ) n HC H 3n = 6 1 0CoQ分子中的苯醌結(jié)構(gòu)能可逆地加氫還原而形成對(duì)苯二酚衍生物，故屬于遞氫體。 Cyt a和 a3組成一個(gè)復(fù)合體，二者無(wú)法分開(kāi)，除了含有鐵卟啉外，還含有銅原子?！洌?逐步降低 放能 d. 根據(jù)從線粒體中分離到的傳遞體復(fù)合物 (4種 )。還原型 FMNH2可通過(guò)鐵硫中心進(jìn)一步將電子轉(zhuǎn)移給 Q。 Cyt b 4H+ Cyt c1 瑞斯克 鐵硫蛋白 Cyt c 膜間隙 (正 ) 基質(zhì) (負(fù) ) 復(fù)合物 III bL(562), bH(566) MH2 NADH FMN CoQ + b + c1 + c + aa3 + O2 + 4）細(xì)胞色素 c氧化酶 ? 簡(jiǎn)寫(xiě)為 Cyt c 氧化酶，即復(fù)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。 底物水平磷酸化和氧的存在與否無(wú)關(guān)，在ATP 生成中沒(méi)有氧分子參與，也不經(jīng)過(guò)電子傳遞鏈傳遞電子。 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(guò)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(guò)將能量提供給 ATP合成而恢復(fù)其原來(lái)的構(gòu)象。 ? 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。 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(guò) 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。能量來(lái)自體內(nèi)有機(jī)物的氧化作用－－生物氧化。 化學(xué)滲透假說(shuō)是解釋氧化磷酸化機(jī)制的主要學(xué)說(shuō)。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。 物質(zhì)中儲(chǔ)存能量的釋放主要通過(guò)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。 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。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。 ? 3. 化學(xué)滲透假說(shuō)（ 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)。一種稱為 甘油 α 磷酸穿梭系統(tǒng) ，另一種稱為 蘋(píng)果酸 天冬氨酸穿梭系統(tǒng) 。真核生物氧化磷酸化過(guò)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。 Cyt a a3可以直接以 O2為電子受體。再通過(guò)QH2Cyt c還原酶、 Cyt c和 Cyt c氧化酶將電子傳遞到 O2。所以它既是一種脫氫酶，也是一種還原酶。 a與 a3之間的兩個(gè)銅離子，起電子傳遞作用：發(fā)生 Cu+ ? Cu2+ 的互變，將 Cyt c所攜帶的電子傳遞給 O2。 Q (氧化型 ) 半醌式中間體 QH? QH2 還原型 CoQ也是呼吸鏈中唯一一個(gè)和蛋白質(zhì)結(jié)合不緊的傳遞體（輔酶），這使