【正文】 大的方向傳遞 ★ E0’越小，越易失去電子，處于呼吸鏈的前面，反之， E0’越大，越易得到電子，處于呼吸鏈的后面。 氧化劑 A3+ A2+ B2+ 還原劑 B3+ A3+ / A2+ 氧化 還原電對 B3+ / B2+ 得失電子能力不同 e 氧 化 還 原 對 E 186。 ?E0’值越大，表示該氧還對的氧化態(tài)得電子能力越大，即氧化能力越強，是強氧化劑。 ? 生物體內(nèi)一些氧化還原體系的 生化氧化還原電勢 E0?。 ? 通常所說某一物質(zhì)的氧化還原電勢都是和標(biāo)準(zhǔn)氫電極比較得到的。 氧化劑 A3+ A2+ B2+ 還原劑 B3+ A3+ / A2+ 氧化 還原電對 B3+ / B2+ 得失電子能力不同 e 二、氧化 還原電勢與自由能的變化 氧化還原電勢：指氧化還原反應(yīng)中，反應(yīng)物得失電子的能力。 琥珀酸氧化呼吸鏈 NADH FMN CoQ FeS Cyt c1 O2 Cyt b Cyt c Cyt aa3 FeS 復(fù)合物 IV 復(fù)合物 I 復(fù)合物 III NADHQ 還原酶 細(xì)胞色素還原酶 細(xì)胞色素氧化酶 FADH2 FeS 琥珀酸等 復(fù)合物 II 琥珀酸 Q還原酶 兩條呼吸鏈 ? 呼吸鏈中，在 CoQ 之前是傳遞氫的，在CoQ 之后是傳遞電子，而氫以 H+質(zhì)子形式進入介質(zhì)中。 其活性部分含有輔基FAD和鐵硫蛋白 。 再通過 QH2cyt, c還原酶 、 cyt. c和 cyt. c氧化酶將電子傳遞到 O2。所以琥珀酸氧化呼吸鏈又稱為 FADH2 呼吸鏈。 ? NADH呼吸鏈 ? NADH 呼吸鏈應(yīng)用最廣，糖、蛋白質(zhì)、脂肪三大燃料分子分解代謝中的脫氫氧化反應(yīng)，絕大部分是通過 NADH 呼吸鏈完成。 cyt. a a3可以直接以 O2為電子受體。活性部分主要包括 cyt. a和 a3。其結(jié)果是通過一個循環(huán)， QH2將其中的一個電子傳遞給 cyt. c。 QH2所攜帶的一個高能電子通過鐵硫蛋白，傳遞給 ，本身形成半醌自由基（ QH?）；另一個電子則傳遞給 。 蛋白質(zhì)復(fù)合物 C o QC o Q H 22 F e3 +2 F e2 +2 F e3 +2 F e2 + 2 F e 2 +2 F e3 +2 F e3 +2 F e2 +C y t b F e S C y t c 1 C y t cC o Q C y t c 還 原 酶泛醌 ?細(xì)胞色素 c還原酶 還原型的輔酶 Q，脫去 H+，并將電子給了 Cytb, Cytb將電子傳遞給氧化型的鐵硫蛋白，還原型鐵硫蛋白將電子給了Cytc1，還原型 Cytc1又將電子給了 Cytc。 ? QH2cyt. c 還原酶 ? QH2 + 2 cyt. c (Fe3+) ==== Q + 2 cyt. c (Fe2+) + 2H+ ? QH2cyt. c還原酶由 9個多肽亞基組成 。還原型 FMNH2將電子轉(zhuǎn)移給鐵硫蛋白，鐵硫蛋白再將電子和電子傳遞給輔酶 Q。鐵硫蛋白通過 Fe3+ ? Fe2+ 變化起傳遞電子的作用 Fe 2+ Fe 3+ e +e 鐵硫蛋白的作用原理 FMN （ FeS） FAD (FeS)b 在復(fù)合物 I的電子和質(zhì)子的傳遞中， Q一次接受來自鐵硫蛋白的 1個電子，經(jīng)過半醌自由基中間體，最終還原成還原型的QH2。它主要以 (2Fe2S) 或 (4Fe4S) 形式存在。還原型 FMNH2可以進一步將電子轉(zhuǎn)移給 Q。 NADH?Q還原酶最少含有 16個多肽亞基。 NADH?泛醌還原酶 ? 簡寫為 NADH?Q還原酶 , 即復(fù)合物 I，它的作用是催化 NADH的氧化脫氫以及 Q的還原。 在電子傳遞過程中 ， cyt. c通過 Fe3+ ? Fe2+ 的互變起電子傳遞中間體作用 。 ? C y t a 輔基N NNNH3CCHHOCH2( C H2CH C CH2)3HCH3CH3CH CH2CH3CH2CH2C O O HCH2CH2C O O HHCOFeC y t a 輔基NNNNH3CCHHOCH2( C H2CH C CH2)3HCH3CH3CH CH2CH3CH2CH2C O O HCH2CH2C O O HHCOFeC y t b 輔基NNNNH3CCHCH2CH3CH CH2CH3CH2CH2C O O HCH2CH2C O O HFeH3C細(xì)胞色素 c（ cyt. c） 它是電子傳遞鏈中一個獨立的蛋白質(zhì)電子載體 ， 位于線粒體內(nèi)膜外表 ， 屬于膜周蛋白 ， 易溶于水 。線粒體呼吸鏈中主要含有細(xì)胞色素 a, b, c 和 c1等 ， 組成它們的輔基分別為血紅素 A、B和 C。 細(xì)胞色素 ? （ 簡寫為 cyt） 是含鐵的電子傳遞體 ， 輔基為鐵卟啉的衍生物 ， 鐵原子處于卟啉環(huán)的中心 ， 構(gòu)成血紅素 。 OOC H 3RH 3 C OH 3 C O+ 2 H + , 2 e 2 H + , 2 e O HO HC H 3H 3 C OH 3 C O RQ QH2 電子載體 OOC H 3 OC H 3 OC H 3( C H 2 C H C C H 2 ) n HC H 3n = 6 1 0輔酶 Q的功能 ? Q (醌型結(jié)構(gòu) ) 很容易接受電子和質(zhì)子 ，還 原 成 QH2 （ 還原型 ） ； QH2也容易給出電子和質(zhì)子 ， 重新氧化成 Q。 電子載體 （煙酰胺環(huán)） NHR+C O N H 2NRC O N H 2H H+ H + , e H + , e NAD+ 和 NADP+的結(jié)構(gòu) NAD+： R=H NADP+： R=PO32 尼克酰胺核苷酸類 泛醌（ Q）或輔酶 Q（ CoQ） Q容易接受電子和質(zhì)子，還原成 QH2（還原性）， QH2也容易給出電子和質(zhì)子，重新氧化成 Q。 電子載體 NRCO NH 2H HNHR+C O N H 24NRC O N H 2H+NADH中的功能結(jié)構(gòu)： NADH中的功能部分 NAD+（煙酰胺環(huán)） NAD+接受電子和質(zhì)子，還原成 NADH， NADH也容易給出電子和質(zhì)子，氧化成 NAD+ 。 ? 泛醌（ Q）或輔酶 Q（ CoQ）：是電子傳遞鏈中唯一的非蛋白電子載體。它是 NAD+的還原產(chǎn)物，由 NAD+接受多種代謝產(chǎn)物脫氫得到的產(chǎn)物。包括電子載體和蛋白質(zhì)復(fù)合物。 ，即 NADH氧化呼吸鏈 和 琥珀酸氧化呼吸鏈 。 二、呼吸鏈 定義 : 由供氫體、傳遞體、受氫體以及相應(yīng)的酶系構(gòu)成的氧化還原體系，與細(xì)胞利用氧的呼吸過程有關(guān)，通常稱為 呼吸鏈，生物氧化還原鏈或電子傳遞鏈。 ? 真核細(xì)胞：線粒體 ? 原核細(xì)胞：質(zhì)膜 ? 氧化還原酶，按一定順序排列。 嵴放大示意圖 內(nèi)膜 外膜 內(nèi)、外膜間隔 嵴 ATP合酶 ATP生成的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) ? 線粒體含有多種酶系。半透膜，只有部分小分子物質(zhì)可以通過。 ? 內(nèi)膜：內(nèi)膜部分曲折伸入基質(zhì)使內(nèi)外膜之間形成孔穴。脂質(zhì)多，酶蛋白量少。 ? 線粒體為棒狀小粒，由內(nèi)外膜和基質(zhì)組成。 H2O MH2 M 遞氫體 遞氫體 H2 NAD+、 NADP+、FMN、 FAD、 COQ 還原型 氧化型 Cyt遞電子體 b, c1, c, aa3 2H+ 2e 189。 O SOOO C H 2OHHO HHO HHNNN H 2NNO POO3 ’ 磷酸腺苷 5’磷酸硫酸 R COS C o A酰基輔酶 A 6. 甲硫鍵型 C O OC H N H 3+C H2C H2S+H3C AS腺苷甲硫氨酸 第三節(jié) 線粒體呼吸鏈和 ATP合成 ? 生物氧化中所生成的水是代謝物脫下的氫，經(jīng)生物氧化作用和吸入的氧結(jié)合而成的。 ? 根據(jù)生物體內(nèi)高能化合物 鍵的特性 可以把他們分成以下幾種類型。 ? 一般將水解時能夠釋放 21 kJ /mol以上自由能（ ?G?’ 21 kJ / mol）的化合物稱為高能化合物。 ATP ADP + Pi A + B C + D 酶 ?G0 ?G0 ?G0 ATP與需能生化反應(yīng)相偶聯(lián) 二、高能化合物 ? 磷酸酯類化合物在生物體的能量轉(zhuǎn)換過程中起者重要作用。 自由能變化的可加性及其 在生物化學(xué)中的意義 ?ATP在生命活動中起極其重要的作用，幾乎所有的生物需能反應(yīng)都由 ATP釋放能量來驅(qū)動。 Δ G =0，平衡狀態(tài)； Δ G 0，放能，自發(fā)進行，可以產(chǎn)生有用的功； Δ G 0，吸能，非自發(fā)進行， 要想使過程進行， 必需向系統(tǒng)提供足夠多的能量 。因為我們不僅可以用它判斷生物化學(xué)反應(yīng)是否可以自發(fā)進行，而且生物所利用的也正是生物化學(xué)反應(yīng)所釋放出的自由能。 ? 自由能的公式： ?G? = ?H? T ?S? ?自由