氧化呼吸链的排列顺序.ppt
2023/8/19,1,2023/8/19,2,氧化呼吸链的排列顺序,Q,Cytc,2023/8/19,3,两条电子传递链的关系,2023/8/19,4,第三节 底物水平磷酸化一ATP的生成方式底物水平磷酸化氧化磷酸化,2023/8/19,5,（一）底物水平磷酸化1.定义：由底物分子因脱氢或脱水而使分子内部能量重新分配产生的高能磷酸键（或高能硫酯键），在激酶作用下将高能键上的键能直接转移给ADP（或 GDP）而生成 ATP（或 GTP）的反应。,2023/8/19,6,2.举例：糖酵解过程的底物磷酸化:,2023/8/19,7,2023/8/19,8,（二）氧化磷酸化的概念：1.定义：生物过程中，代谢物脱下的氢和电子沿呼吸链传递过程中，逐步释放能量使ADP氧化生成ATP。这种氧化与磷酸化紧密偶联的过程称氧化磷酸化作用。,2023/8/19,9,2023/8/19,10,2023/8/19,11,2、呼吸链成分的排列次序,标准氧化还原电位及自由能变化复合体体外拆开与重组特异抑制剂阻断还原状态呼吸链缓慢给氧,2023/8/19,12,2023/8/19,13,呼吸链电子传递过程中，哪些区段放出的能量能实现ADP的磷酸化？,2023/8/19,14,二、氧化磷酸化偶联部位 确定P/O比指用某一代谢物作呼吸底物，消耗1mol氧时，有多少摩尔无机磷转化为有机磷,2023/8/19,15,P/O的数值相当于一对电子经呼吸链传递至分子氧所产生的ATP分子数。,2023/8/19,16,氧化磷酸化的偶联部位,2023/8/19,17,离体线粒体实验中测得一些底物的P/O值,底物,呼吸链的组成,生成ATP数,P/O值,2023/8/19,18,2023/8/19,19,三、氧化磷酸化的偶联机理（一）能量偶联假说 1953年 Edward Slater 化学偶联假说 1964年 Paul Boyer 构象偶联假说 1961年 Peter Mitchell 化学渗透假说（二）质子梯度的形成（三）线粒体ATP合酶（mitochondrial ATPase）（四）ATP合成的机制,2023/8/19,20,（一）能量偶联假说 1953年 Edward Slater 化学偶联假说 1964年 Paul Boyer 构象偶联假说 1961年 Peter Mitchell 化学渗透假说,2023/8/19,21,2023/8/19,22,化学渗透假说的内容1.呼吸链中传氢体和电子传递体是间隔交替排列的，且在线粒体内膜都有特定的位置，催化反应是定向的。2.内膜对H不能自由通过，泵出膜外侧的H不能自由返回膜内侧，造成电化学梯度3.复合体、都有质子泵的作用4.ATP合酶存在于线粒体内膜上，H梯度是ATP合成的驱动力,2023/8/19,23,化学渗透假说的支持证据电子传递能形成H+浓度梯度线粒体内膜对H+、OH-、Cl-、K+等不能透过 ATP合成需要有完整的内膜破坏H+浓度梯度使得磷酸化不能进行膜表面能储存大量质子，也能迅速转移质子,2023/8/19,24,化学渗透假说示意图,NADH+H+,NAD+,e-,琥珀酸,延胡素酸,1/2O2+2H+,H2O,H+,H+,H+,+-,ADP+Pi,ATP,H+,H+,H+,2023/8/19,25,质子梯度的形成,2023/8/19,26,化学渗透假说,2023/8/19,27,氧化磷酸化（oxidative phosphorylation）,2023/8/19,28,四 线粒体ATP合酶（mitochondrial ATPase）形成ATP的机理,2023/8/19,29,2023/8/19,30,ATP合酶,ATP合成酶由疏水的F0(a1b2c1012)和亲水的F1(33)组成.质子穿过a时,推动c环象水车一样转动,连带F1转动.,2023/8/19,31,2023/8/19,32,五 ATP合成的机制旋转催化机制,2023/8/19,33,2023/8/19,34,2023/8/19,35,2023/8/19,36,旋转催化具体过程,2023/8/19,37,六、氧化磷酸化的影响因素(一)激素甲状腺素(二)ADP/ATP(三)抑制剂的作用(四)线粒体DNA突变,2023/8/19,38,(一)激素甲状腺素促进细胞膜上的Na+-K+ATPase 的生成，促进ATP的分解,Na+-K+ATP酶活性 ATP分解 ADP/ATP 氧化磷酸化,2023/8/19,39,(二)ADP/ATP,意义：能荷由ATP、ADP和AMP的相对数量决定，数值在01之间，反映细胞能量水平。能荷对代谢的调节可通过ATP、ADP和AMP作为代谢中某些酶分子的别构效应物进行变构调节来实现。,NADH,FMN,CoQ,Fe-S,Cyt c1,O2,Cyt b,Cyt c,Cyt aa3,Fe-S,FMN,Fe-S,琥珀酸,复合物 II,复合物 IV,复合物 I,复合物 III,呼吸链的比拟图解,（三）呼吸链抑制剂,粉蝶霉素,作用：阻断电子传递,2023/8/19,41,呼吸链抑制剂的阻断位点,鱼藤酮粉蝶霉素异戊巴比妥,抗霉素二巯基丙醇,CO、CN-、N3-及,2023/8/19,42,2023/8/19,43,不阻断电子传递，但拆散氧化和磷酸化的偶联作用。P/O很低，甚至为零,（四）解偶联剂,2023/8/19,44,2,4一二硝基酚（DNP）,使电子传递和ATP两个过程分离，失掉它们的紧密联系，只抑制ATP的形成过程，但不抑制电子传递过程,2023/8/19,45,ADP+Pi,ATP+H2O,解偶联蛋白,解偶联作用机制,热,2023/8/19,46,氧化磷酸化抑制剂,直接干扰ATP的生成过程阻止质子从F0质子通道回流。,2023/8/19,47,（五）离子载体抑制剂能与某些离子结合并作为载体使之穿越膜它们能与除H+以外的所有一价阳离子结合,2023/8/19,48,2023/8/19,49,七、有关氧化磷酸化物质的运输,胞液中的3-磷酸甘油醛，3-磷酸甘油或乳酸脱氢，均可产生NADH。这些NADH可经穿梭系统而进入线粒体氧化磷酸化，产生H2O和ATP。,2023/8/19,50,-磷酸甘油穿梭示意图,NADH+H+,NAD+,FAD,FADH2,呼吸链,2023/8/19,51,-磷酸甘油穿梭,（线粒体基质）,磷酸二羟丙酮,3-磷酸甘油,磷酸二羟丙酮,3-磷酸甘油,FAD,FADH2,NADHFMN CoQ b c1 c aa3 O2,NADH,NAD+,线粒体内膜,（细胞液）,2023/8/19,52,苹果酸穿梭,2023/8/19,53,苹果酸天冬氨酸穿梭,2023/8/19,54,-磷酸甘油穿梭,苹果酸-天冬氨酸穿梭,穿梭物质,-磷酸甘油磷酸二羟丙酮,苹果酸、谷氨酸天冬氨酸、-酮戊二酸,进入线粒体前后转变成的物质,NAD+/FADH2,NAD+/NADH+H+,进入呼吸链,琥珀酸氧化呼吸链,NADH 氧化呼吸链,生成ATP数,2.5/3,存在组织,某些肌肉、神经组织,肝脏和心肌组织,相同点,将胞浆中NADH的还原当量转送到线粒体内,1.5/2,线粒体外NADH两种氧化途径的比较,2023/8/19,55,NADH两种氧化途径的比较,
