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ATP的作用和放能影响因素（一） 1、ATP的作用和放能影响因素 生物体所需能量大都来自糖、脂肪、蛋白质等有机物的氧化 （1）先进行分解代谢，代谢物脱氢，辅酶NAD+或FAD还原成NADH或FADH2（携带氢离子和电子）。 （2）氢离子和电子都经过相同的一系列电子载体传递过程传递给氧。 （3）产生的能量一般都贮存在ATP等特殊化合物中。 生物氧化实质上是氧化磷酸化，发生在线粒体内膜。 氧化磷酸化：NADH或FADH2上的电子通过进行一系列电子传递载体传递给O2,伴 随NADH和FADH2的氧化释放的能量使ADP磷酸化形成ATP。 2、电子传递链顺序和抑制点 (二)电子传递和氧化呼吸链 在电子传递过程中，电子传递仅发生在相邻的传递体之间，可根据各种氢化一还原电对的E0值，判断电子流动方向，在酶催化下发生反应。 （1）电子传递链 电子从NADH到O2传递所经过的途径被称为电子传递链或呼吸链，主要由4部分蛋白质复合体组成，排列顺序为: 黄素蛋白中的FADH2 琥珀酸-Q 还原酶 NADH→NADH-Q→Q→细胞色素→细胞色素C→细胞色素氧化酶→O2 还原酶 还原酶 电子传递酶复合体含一系列的电子载体和辅基为： 黄素蛋白： FMN, FAD 铁硫中心： Fe-S复合体 醌： Q 细胞色素： 血红素基因 铜离子： CuA CuB （2）电子传递链各个成员 1. NADH-Q还原酶，简称复合体Ⅰ，又称NADH脱氢酶。辅基：FMN,Fe-S。 催化的反应为： NADH+H++Q→NAD++QH2 反应分三步进行： ⑴. NADH+H++FMN → FMNH2+NAD+ ⑵. FMNH2+Fe-S（氧化型）→`FMN+Fe-S（还原型） ⑶. Fe-S（还原型）+Q`→`Fe-S（氧化型）+QH2 其中Fe-S中心有Fe-S，2Fe-2S和4Fe-4S三种类型。 在反应中发生3价Fe3+和2价Fe2+的价态变化。 2. 辅酶Q(CoQ):为易流动的疏水电子载体，与蛋白质结合不紧密，能自由在膜内扩散， 有氧化型（醌式）和还原型（酚）。含有异戊二烯为单 位构成的长碳氢链，异戊二烯的数目n因动物而异，哺乳动物n=10记作Q10。 3. 琥珀酸-Q还原酶：又称复合体Ⅱ。该酶与柠檬酸循环中，催化琥珀酸脱氢生成延胡 索酸的琥珀酸脱氢酶构成完整的酶复合体，辅基 FAD, Fe-S。 催化的反应为： FADH2+Q → FAD+QH2 使FADH2上高能电子进入电子传递链，此步无ATP生成。 反应分两步进行： ⑴. FADH2+Fe-S(+3) → FAD+Fe-S(+2) ⑵. Fe-S(+2)+QH2 → Fe-S(+3)+Q 4. 细胞色素还原酶：又称复合体Ⅲ。辅酶：血红素，Fe-S。 把电子和H+从一个QH2分子传递两个电子给2分子细胞色素C。 [细胞色素]：是一类含有血红素辅基的电子传递蛋白质的总称。因含血红素而显色，故称为细胞色素，几乎存在于所有生物体内。由吸收光谱不同而分为a、b、c三类。吸收峰位置见P124 表24-3。从吸收光谱知b又分为b566和b562，C又分为C和C1。 一个电子传递为：QH2 → 2Fe2S → C1 → C。 另一个电子为QH2 → 半醌 → b(b566-b562 →QH2。 5. 细胞色素C：（Cyt c） 唯一能溶于水的细胞色素，由104个AA构成的单多肽链。 Cyt c和Co Q都是传递电子的流动载体，在接受细胞色素还原酶电子后立即传递给细胞色素氧化酶。 6．细胞色素氧化酶：复合体Ⅳ。 把电子从Cyt c传递给氧 该酶有4个氧化-还原活性中心，含有两种细胞色素（Cyt a和Cyt a3）和两个铜离子（CuA和CuB）。 a和a3化学结构同，但处于酶的不同部位CuA和CuB由于结合的蛋白不同而有差异 电子传递顺序为：Cyt c → a – CuA → a3 – CuB → O2。 最后该酶传递4个电子到氧，形成2分子H2O。 7. 在氧化呼吸链中的NADH-Q还原酶、细胞色素还原酶和细胞色素氧化酶催化的三步反应中，自由能的变化都足以将H+从线粒体内膜基质“泵”出到线粒体的内外膜间隙，产生氢离子梯度，为下一步产生ATP准备所需的自由能。 （3） 电子传递的抑制剂 为能够阻断呼吸链中某部位电子传递的物质，可用来研究电子传递顺序。 常见的抑制剂有： 1. 鱼藤酮，安密妥 阻断NADH-Q还原酶内的电子由NADH向CoQ的传递。 2. 抗霉素A：抑制细胞色素还原酶中电子从QH2到Cyt c1的传递。 3. 氰化物，叠氮化物与a3中血红素Fe3+作用。CO与a3中Fe2+作用，均阻断电子在细胞色素氧化酶中传递作用。上述各种抑制剂的抑制部位可表示为
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发表于 2022-7-14 15:17
