【正文】 ? 2. 化學(xué)滲透假說 (chemiosmotic hypothesis) 電子經(jīng)呼吸鏈傳遞時 ， 可將質(zhì)子 （ H+） 從線粒體內(nèi)膜的基質(zhì)側(cè)泵到內(nèi)膜胞漿側(cè) ， 產(chǎn)生膜內(nèi)外質(zhì)子電化學(xué)梯度儲存能量 。 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 Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅳ F0 F1 Cyt c Q NADH+H+ NAD+ 延胡索酸 琥珀酸 H+ 1/2O2+2H+ H2O ADP+Pi ATP H+ H+ H+ 胞液側(cè) 基質(zhì)側(cè) + + + + + + + + + + 化學(xué)滲透假說詳細(xì)示意圖 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+ NAD+ O2 +2H+ H2O 4H+ 2H+ 復(fù)合物 Ⅳ 1 2 Walker的工作 英國科學(xué)家 Walker通過 x光衍射獲得高分辯率的牛心線粒體 ATP酶晶體的三維結(jié)構(gòu)， 證明在 ATP酶合成 ATP的催化循環(huán)中三個 β亞基的確有不同構(gòu)象， 從而有力地支持了Boyer的假說。 美國科學(xué)家 Boyer為解釋 ATP酶作用機(jī)理 ,提出 旋轉(zhuǎn)催化假說，認(rèn)為 ATP合成酶 β亞基有三種不同的構(gòu)象，一種構(gòu)象(L)有利于 ADP和 Pi結(jié)合，一種構(gòu)象 (T)可使結(jié)合的 ADP和 Pi合成 ATP，第三種構(gòu)象 (O)使合成的 ATP容易被釋放出來。 ATPase的旋轉(zhuǎn)催化模型 ?? ? III ? ? IV II I 定子 轉(zhuǎn)子 旋轉(zhuǎn)催化理論認(rèn)為質(zhì)子流通過 Fo引起亞基 III 寡聚體和 ?及 ?亞基一起轉(zhuǎn)動 ,這種旋轉(zhuǎn)配置 ? /?亞基之間的不對稱的相互作用 ,引起催化位點性質(zhì)的轉(zhuǎn)變 , ?亞基的中心 ? 螺旋被認(rèn)為是轉(zhuǎn)子 ,亞基I和 II與 ?亞基組合在一起組成定子 ,它壓住? /?異質(zhì)六聚體 . 當(dāng) H+順濃度遞度經(jīng) F0中 a亞基和 c亞基之間回流時 ， γ亞基發(fā)生旋轉(zhuǎn) ， 3個 β亞基的構(gòu)象發(fā)生改變 。 2. 解偶聯(lián)劑 使電子傳遞與 ADP磷酸化兩個過程分離，它只抑制 ATP的形成過程，而不抑制電子傳遞過程，使電子傳遞所產(chǎn)生的自由能以熱的形式耗散。如：寡霉素 增大了線粒體內(nèi)膜對一價陽離子的通透性，從而破壞了膜兩側(cè)的電位梯度．最終破壞了氧化磷酸化過程。 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(jī)制（棕色脂肪組織線粒體） Ⅲ Ⅰ Ⅱ F0 F1 Ⅳ Cyt c Q 胞液側(cè) 基質(zhì)側(cè) 解偶聯(lián) 蛋白 熱能 H+ H+ ADP+Pi ATP 2,4二硝基苯酚的解偶聯(lián)作用 NO2 NO2 O NO2 NO2 OH NO2 NO2 O NO2 NO2 OH H+ H+ 線粒體內(nèi)膜 內(nèi) 外 寡霉素 (oligomycin) 可阻止質(zhì)子從 F0質(zhì)子通道回流 ， 抑制 ATP生成 寡霉素 ATP合酶結(jié)構(gòu)模式圖 NADH+H+ FADH2 NAD+ FAD 線粒體 內(nèi)膜 線粒體 外膜 膜間隙 線粒體 基質(zhì) α磷酸甘油 脫氫酶 呼吸鏈 磷酸二羥丙酮 PiCH 2O CH 2O H C=OPiCH 2O CH 2O H C=Oα磷酸甘油 PiCH 2O CH 2O H C H O HPiCH 2O CH 2O H C H O H1. α磷酸甘油穿梭機(jī)制 五、線粒體穿梭系統(tǒng) 草酰乙酸穿梭作用 細(xì)胞液 線粒體內(nèi)膜體 天冬氨酸 ?酮戊二酸 蘋果酸 草酰乙酸 谷氨酸 ?酮戊二酸 天冬氨酸 蘋果酸 谷氨酸 NADH+H+ NAD+ 草酰乙酸 NAD+ 線粒體基質(zhì) 蘋果酸脫氫酶 NADH+H+ Ⅳ Ⅰ Ⅱ Ⅲ 蘋果酸脫氫酶 谷草轉(zhuǎn)氨酶 谷草轉(zhuǎn)氨酶 （ Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 、 Ⅳ 為膜上的轉(zhuǎn)運載體） 呼吸鏈 六、能荷： 在總的腺苷酸系統(tǒng)中 (即 ATP、 ADP和 AMP濃度之和 )所負(fù)荷的高能磷酸基數(shù)量。 能荷對代謝的調(diào)節(jié)可通過 ATP 、 ADP和 AMP作為代謝中某些酶分子的別構(gòu)效應(yīng)物進(jìn)行變構(gòu)調(diào)節(jié)來實現(xiàn)。 2） 3 ）高能磷酸化合物： 高能磷酸化合物的類型， ATP在能量轉(zhuǎn)換中的作用。 2） 氧化磷酸化與電子傳遞的偶聯(lián)：電子傳遞過程的能量變化及 P/O 3） 氧化磷酸化的機(jī)理 F0F1因子，化學(xué)滲透假說，氧化磷酸化重建， ATP酶的旋轉(zhuǎn)催化理論。 6） 4 其它末端氧化酶系統(tǒng) 習(xí) 題 生物氧化有何特點？以葡萄糖為例，比較體內(nèi)氧化和體外氧化異同。NADH所攜帶的高能電子是線粒體呼吸鏈主要電子供體之一。它主要以 (2Fe2S) 或 (4Fe4S) 形式存在。鐵硫蛋白通過 Fe3+ ? Fe2+ 變化起傳遞電子的作用 －－－－－半胱－－－－－－半胱－－－－－S S SF e F eS S S－－－－－半胱－－－－－－半胱－－－－－鐵硫蛋白 ? 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。 NADH?Q還原酶最少含有 16個多肽亞基。 ? FMN的作用是接受脫氫酶脫下來的電子和質(zhì)子，形成還原型 FMNH2。 ? NADH?Q還原酶 ? NADH + Q + H+ ========= NAD+ + QH2 ? 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。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?；钚圆糠种饕?cyt. a和 a3。 a3可以直接以 O2為電子受體。