生物能學(xué)和生物氧化(參考版)
2025-01-19 19:22本頁面
【正文】 ? 生物體中的呼吸鏈有哪兩種？敘述呼吸鏈的主要物質(zhì)組成及其作用。只有當(dāng)細(xì)胞液中的 NADH和 NAD+之比值比線粒體基質(zhì)內(nèi)的比值高時， NADH才通過這條途徑進(jìn)入線粒體。 ? 通過這種穿梭作用，線粒體外的 NADH+H+能產(chǎn)生 3個ATP。 線粒體基質(zhì) 磷酸二羥丙酮 3磷酸甘油 磷酸二羥丙酮 3磷酸甘油 FAD FADH2 NADH?FMN ?CoQ ?b ?c1 ?c ?aa3 ?O2 NADH NAD+ 線粒體內(nèi)膜 細(xì)胞液 蘋果酸穿梭作用 ? 胞液中生成的 NADH+H+在蘋果酸脫氫酶的催化下，與草酰乙酸反應(yīng)生成蘋果酸。 ? 通過這種穿梭作用，線粒體外的 NADH+H+只能產(chǎn)生兩個 ATP，比線粒體內(nèi)的 NADH+H+氧化少產(chǎn)生一個 ATP。 電子傳遞 抑制劑 NADH FMN CoQ FeS Cyt c1 O2 Cyt b Cyt c Cyt aa3 FeS FMN FeS 琥珀酸 復(fù)合物 II 復(fù)合物 IV 復(fù)合物 I 復(fù)合物 III 魚藤酮 安密妥 抗霉素 A 氰化物 CO 抗霉素 A的抑制部位 NAD FP Q b c aa3 NAD FP Q b c aa3 呼吸鏈的比擬圖解 線粒體外 NADH的氧化磷酸化作用 ?蘋果酸 — 天冬氨酸穿梭系統(tǒng) ?異檸檬酸穿梭系統(tǒng) ?磷酸甘油穿梭系統(tǒng) 酵解 （細(xì)胞質(zhì) ） 氧化磷酸化 （線粒體） 磷酸甘油穿梭作用 ? 胞液中的 NADH在 α –磷酸甘油脫氫酶（輔酶為 NAD+）催化下，將磷酸二羥丙酮還原生成 α 磷酸甘油，后者可以容易地進(jìn)入線粒體內(nèi)膜，在線粒體內(nèi)膜上的 α –磷酸甘油脫氫酶（其輔酶為 FAD）催化下重新生成磷酸二羥丙酮和 FADH2。 ? 抗霉素 A具有阻斷電子從細(xì)胞色素 b到細(xì)胞色素 c1的傳遞作用。由于電子傳遞阻斷使物質(zhì)氧化過程中斷，磷酸化則無法進(jìn)行，故電子傳遞抑制劑同樣也可抑制氧化磷酸化。實驗表明：當(dāng)在線粒體懸浮液中，加入寡霉素后，再加入 ADP，不見有刺激活性的作用發(fā)生，這時若加入 DNP解偶聯(lián)試劑，則可看到呼吸作用立即加快，表明寡霉素對利用氧的抑制作用可被解偶聯(lián)試劑解除。氧化磷酸化抑制劑的作用是直接干擾 ATP的生成過程，結(jié)果使電子傳遞不能進(jìn)行。 ? 目前已發(fā)現(xiàn)了多種解偶聯(lián)劑，如 2， 4二硝基苯酚（ 2,4DNP）、雙香豆素等。 解偶聯(lián)劑 ? 解偶聯(lián)劑是指使氧化磷酸化電子傳遞過程和 ADP磷酸化為 ATP過程不能發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)的物質(zhì)。 F1即偶聯(lián)因子，呈球形，通過一個柄（由蛋白質(zhì)組成）接到包埋在線粒體內(nèi)膜的柄底 F0上，故又稱三聯(lián)體。 合成 ATP的酶系 鑲嵌在線粒體內(nèi)膜上合成 ATP的酶系是一個復(fù)合物，稱為 ATP合成酶或稱 F0－ F1ATP酶。 ? 合成 1分子 ATP需要 3個質(zhì)子通過 ATP合成酶返回基質(zhì)來驅(qū)動，同時，生成的 ATP從線粒體基質(zhì)進(jìn)入胞質(zhì)還需要消耗 1個質(zhì)子來運(yùn)送，所以，每產(chǎn)生 1分子 ATP需要 4個質(zhì)子。 化學(xué)滲透假說 (chemiosmotic hypothasis) 化學(xué)滲透假說原理示意圖 4H+ 2H+ 2H+ 4H+ NADH+H+ 2H+ 2H+ 2H+ ADP+Pi ATP 高質(zhì)子濃度 H2O 2e + + + + + + + + + _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 質(zhì)子流 線粒體內(nèi)膜 磷酸化 氧化 線粒體電子傳遞和 H+排出的數(shù)目和途徑 H2O 2H+ Cytc Cytc Cytc Q FMN FeS FeS Cytc1 CytbK Cytbr Cyta FeS Cyta3 2e 2e NADH+H
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