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[化工] 《830生物化学》考研知识之生物氧化(...

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发表于 2022-8-1 16:49 | 显示全部楼层 |阅读模式
生物氧化(三)
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NADH → NADH-Q还原酶
-║→ QH2 -║→ CytC1 → CytC → 细胞色素氧化酶 -║→ O2
鱼藤酮, 抗霉素A CN-,N3-,CO
安密妥

3、氧化磷酸化作用
(三)氧化磷酸化作用
将生物氧化过程中释放的自由能用以使adp和无机磷酸生成高能ATP的作用都在细胞线粒体内膜发生作用。
氧化磷酸化全过程方程式为:
NADH+H++3ADP+3P1+1/2O2→NAD++4H2O+3ATP
(1) P/O比:一对电子通过呼吸链传至氧所产生的ATP分子数。
NADH的P/O比为2.5(过去为3),从呼吸链NADH-Q还原酶进入。
FADH2的P/O比为1.5(过去为2),是从细胞色素还原酶处进入电子传递链。

(2) ATP合成部位
为三个能量释放部位。
一对电子经NADH-Q还原酶,细胞色素还原酶和细胞色素氧化泵泵出质子数分别为4,2和4。合成一个ATP要3个质子通过ATP酶驱动合成2.5个ATP需7.5个质子驱动,合成1.5个ATP需4.5个质子驱动,多余的质子可能用于将ATP从基质运往膜外细液。
ATP合成是在线粒体ATP酶作用下完成的,现称ATP合酶,又称复合体V。

(3)能量偶联假说
电子传递释放出的自由能和ATP合成是与一种跨线粒体内膜的质子梯度相偶联的,1961年提出,1978年获诺贝尔化学奖。
电子传递链为一个H+泵,使H+从线粒体基质排到内膜外;内膜外H+比内膜高,形成H+浓度梯度;电化学电势驱动H+通过ATP合酶F0F1ATP回到线粒体基质,释放自由能与ATP合成偶联
此过程为:
1.质子泵出需要能量:由电子流过复合体Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ获得。
2.质子泵出使细胞溶胶侧H+浓度提高,产生膜电势。
3.膜电势驱动质子流通过ATP合酶,同时释放出与酶牢固结合的ATP,ATP是在释放自由能驱动力下ADP与Pi合成的。
F0F1-ATP酶:F0单为嵌入线粒体内膜中,为质子通道;F1在膜外为球状体。催化ATP的合成。

(四)氧化磷酸化的解偶联和抑制
一般情况下,电子传递和磷酸化是紧密结合的,但特殊的试剂可将氧化磷酸化过程分解成单个的反应。
(1)解偶联剂:
只抑制ATP的形成过程,不抑制电子传递过程,使电子传递产生的自由能变成热能。如DNP(2,4-二硝基苯酚),当pH=7时,DNP呈酚负离子形式,不能透膜。在酸性环境(H+浓度提高),DNP接受质子而成酚分子形式,脂溶性而易透膜,将H+带入膜内,破坏了跨膜梯度的形成,故DNP又称质子载体。
褐色脂肪细胞线粒体内膜上有特殊H+通道,H+流回不经过F0F1-ATP酶,不产生ATP产生热,维持体温。

(2)氧化磷酸化抑制剂:
因抑制ATP形成而使电子传递停止,如寡霉素。但为寡霉素抑制的电子传递会由于加入DNP,使H+浓度差消除,而使电子传递恢复。

(3)离子载体抑制剂
它们与K+等离子结合,作为离子载体穿过膜,消除膜电势,如短杆菌肽,缬氨霉素ATP不能生成。

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