第08章生物氧化

1、第八章第八章生物氧化生物氧化Biological Oxidation目的與要求目的與要求1.掌握：呼吸鏈的組成掌握：呼吸鏈的組成2.掌握：動物細(xì)胞內(nèi)兩種電子傳遞鏈掌握：動物細(xì)胞內(nèi)兩種電子傳遞鏈3.掌握：掌握：ATP偶聯(lián)部位偶聯(lián)部位4.理解：影響氧化磷酸化的因素理解：影響氧化磷酸化的因素5.了解：了解：ATP生成的機(jī)制及電子傳遞的過程生成的機(jī)制及電子傳遞的過程物質(zhì)在生物體內(nèi)進(jìn)行氧化稱物質(zhì)在生物體內(nèi)進(jìn)行氧化稱生物氧化生物氧化(biological oxidation)，主要指糖、脂肪、蛋白質(zhì)等在體內(nèi)分解，主要指糖、脂肪、蛋白質(zhì)等在體內(nèi)分解時逐步釋放能量，最終生成時逐步釋放能量，最終生成CO2 和和

2、 H2O的過程。的過程。糖糖 脂肪脂肪 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) CO2和和H2O O2能量能量ADP+PiATP熱能熱能n生物氧化的概念生物氧化的概念 糖原糖原 三酯酰甘油三酯酰甘油 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 葡萄糖葡萄糖 脂酸脂酸+甘油甘油 氨基酸氨基酸 乙酰乙酰CoA 呼吸鏈呼吸鏈 ADP+Pi ATP n 生物氧化的一般過程生物氧化的一般過程n生物氧化與體外氧化之相同點(diǎn)生物氧化與體外氧化之相同點(diǎn) 生物氧化中物質(zhì)的氧化方式有生物氧化中物質(zhì)的氧化方式有加氧、脫氫、加氧、脫氫、失電子失電子，遵循氧化還原反應(yīng)的一般規(guī)律。，遵循氧化還原反應(yīng)的一般規(guī)律。 物質(zhì)在體內(nèi)外氧化時所物質(zhì)在體內(nèi)外氧化時所消耗的氧量、最終消耗的氧量

3、、最終產(chǎn)物產(chǎn)物(CO2，H2O)和釋放能量和釋放能量均相同。均相同。 反應(yīng)環(huán)境溫和，酶促反應(yīng)逐步反應(yīng)環(huán)境溫和，酶促反應(yīng)逐步進(jìn)行，能量逐步釋放，能量容進(jìn)行，能量逐步釋放，能量容易捕獲，易捕獲，ATP生成效率高。生成效率高。 通過加水脫氫反應(yīng)使物質(zhì)能間通過加水脫氫反應(yīng)使物質(zhì)能間接獲得氧，并增加脫氫的機(jī)會；接獲得氧，并增加脫氫的機(jī)會；脫下的氫與氧結(jié)合產(chǎn)生脫下的氫與氧結(jié)合產(chǎn)生H2O，有機(jī)酸脫羧產(chǎn)生有機(jī)酸脫羧產(chǎn)生CO2。n 生物氧化與體外氧化之不同點(diǎn)生物氧化與體外氧化之不同點(diǎn)生物氧化生物氧化體外氧化體外氧化 能量突然釋放。能量突然釋放。 物質(zhì)中的碳和氫直接物質(zhì)中的碳和氫直接氧結(jié)合生成氧結(jié)合生成CO2H2

4、O 。第一節(jié)第一節(jié) 氧化呼吸鏈?zhǔn)怯删哂须娮觽鬟f氧化呼吸鏈?zhǔn)怯删哂须娮觽鬟f功能的復(fù)合體組成功能的復(fù)合體組成定義定義代謝物脫下的成對氫原子（代謝物脫下的成對氫原子（2H）通過位于）通過位于線粒體內(nèi)膜上的多種酶和輔酶所催化的連鎖反線粒體內(nèi)膜上的多種酶和輔酶所催化的連鎖反應(yīng)逐步傳遞，最終與氧結(jié)合生成水，這一系列應(yīng)逐步傳遞，最終與氧結(jié)合生成水，這一系列酶和輔酶稱為酶和輔酶稱為呼吸鏈呼吸鏈(respiratory chain)又稱又稱電電子傳遞鏈子傳遞鏈(electron transfer chain)。組成組成遞氫體和電子傳遞體（遞氫體和電子傳遞體（2H 2H+ + 2e） 一、氧化呼吸鏈由一、氧化呼吸

5、鏈由4 4種具有傳遞電種具有傳遞電子能力的復(fù)合體組成子能力的復(fù)合體組成人線粒體呼吸鏈復(fù)合體人線粒體呼吸鏈復(fù)合體 泛醌、細(xì)胞色素泛醌、細(xì)胞色素C C不包含在上述四種復(fù)合體中。不包含在上述四種復(fù)合體中。呼吸鏈各復(fù)合體在線粒體內(nèi)膜中的位置呼吸鏈各復(fù)合體在線粒體內(nèi)膜中的位置 復(fù)合體復(fù)合體又稱又稱NADH-NADH-泛醌還原酶或泛醌還原酶或NADHNADH脫氫脫氫酶，接受來自酶，接受來自NADH+HNADH+H+ +的電子并轉(zhuǎn)移給泛醌的電子并轉(zhuǎn)移給泛醌（ubiquinoneubiquinone）。）。 復(fù)合體復(fù)合體可催化兩個同時進(jìn)行的過程：可催化兩個同時進(jìn)行的過程： 電子傳遞：電子傳遞： NADHFMN

6、Fe-S CoQNADHFMNFe-S CoQ 質(zhì)子的泵出：質(zhì)子的泵出：復(fù)合體復(fù)合體有質(zhì)子泵功能，每傳遞有質(zhì)子泵功能，每傳遞2 2個電子個電子可將可將4 4個個H H+ +從內(nèi)膜基質(zhì)側(cè)泵到胞漿側(cè)。從內(nèi)膜基質(zhì)側(cè)泵到胞漿側(cè)。（一）（一） 復(fù)合體復(fù)合體將將NADH+H+中的電子傳遞給中的電子傳遞給泛醌泛醌NAD+和和NADP+的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)R=H: NAD+; R=H2PO3: NADP+NAD+（NADP+）和）和NADH（NADPH）相互轉(zhuǎn)變）相互轉(zhuǎn)變氧化還原反應(yīng)時變化發(fā)生在氧化還原反應(yīng)時變化發(fā)生在五價氮五價氮和和三價氮三價氮之間。之間。FMN結(jié)構(gòu)中含結(jié)構(gòu)中含核黃素核黃素，發(fā)揮功能的部位是，發(fā)揮功

7、能的部位是異咯異咯嗪環(huán)嗪環(huán)，氧化還原反應(yīng)時不穩(wěn)定中間產(chǎn)物是，氧化還原反應(yīng)時不穩(wěn)定中間產(chǎn)物是FMN。在。在可逆的氧化還原反應(yīng)中顯示可逆的氧化還原反應(yīng)中顯示3種分子狀態(tài)，屬于種分子狀態(tài)，屬于單、單、雙電子傳遞體雙電子傳遞體。 鐵硫蛋白中輔基鐵硫蛋白中輔基鐵硫中心鐵硫中心(Fe-S)含有等量鐵原子含有等量鐵原子和硫原子，其中一個鐵原子可進(jìn)行和硫原子，其中一個鐵原子可進(jìn)行Fe2+ Fe3+e 反反應(yīng)傳遞電子。應(yīng)傳遞電子。屬于單電子傳遞體屬于單電子傳遞體。 表示無機(jī)硫表示無機(jī)硫泛醌（輔酶泛醌（輔酶Q, CoQ, Q）由多個異戊二烯連接形由多個異戊二烯連接形成較長的疏水側(cè)鏈（人成較長的疏水側(cè)鏈（人CoQ1

8、0），氧化還原反應(yīng)時可），氧化還原反應(yīng)時可生成中間產(chǎn)物生成中間產(chǎn)物半醌型泛醌半醌型泛醌。內(nèi)膜中。內(nèi)膜中可移動電子載體可移動電子載體，在各復(fù)合體間募集并穿梭傳遞還原當(dāng)量和電子。在在各復(fù)合體間募集并穿梭傳遞還原當(dāng)量和電子。在電電子傳遞和質(zhì)子移動子傳遞和質(zhì)子移動的偶聯(lián)中起著核心作用。的偶聯(lián)中起著核心作用。復(fù)合體復(fù)合體的功能的功能 NADH+H+ NAD+ FMN FMNH2還原型還原型Fe-S 氧化型氧化型Fe-S QQH2復(fù)合體復(fù)合體I氫和電子的傳遞氫和電子的傳遞 復(fù)合體復(fù)合體是三羧酸循環(huán)中的是三羧酸循環(huán)中的琥珀酸脫氫酶琥珀酸脫氫酶，又，又稱稱琥珀酸琥珀酸-泛醌還原酶泛醌還原酶。 電子傳遞：電子傳

9、遞：琥珀酸琥珀酸FAD幾種幾種Fe-S CoQ 復(fù)合體復(fù)合體沒有沒有H+泵的功能泵的功能。（二）復(fù)合體（二）復(fù)合體將電子從琥珀酸傳遞到泛醌將電子從琥珀酸傳遞到泛醌（三）復(fù)合體（三）復(fù)合體將電子從還原型泛醌傳遞給細(xì)將電子從還原型泛醌傳遞給細(xì)胞色素胞色素c c 復(fù)合體復(fù)合體又叫又叫泛醌泛醌-細(xì)胞色素細(xì)胞色素C還原酶還原酶。人。人復(fù)合復(fù)合體體含有細(xì)胞色素含有細(xì)胞色素b(b562, b566)、細(xì)胞色素、細(xì)胞色素c1和一種可移動的鐵硫蛋白和一種可移動的鐵硫蛋白(Rieske protein)。 泛醌泛醌從復(fù)合體從復(fù)合體、募集還原當(dāng)量和電子并穿募集還原當(dāng)量和電子并穿梭傳遞到復(fù)合體梭傳遞到復(fù)合體。 電子傳

10、遞過程：電子傳遞過程：CoQH2(Cyt bLCyt bH) Fe-S Cytc1Cytc細(xì)胞色素細(xì)胞色素(cytochrome, Cyt) 細(xì)胞色素是一類以細(xì)胞色素是一類以鐵卟啉為輔基的催化電子傳鐵卟啉為輔基的催化電子傳遞的酶類遞的酶類，根據(jù)它們吸收光譜不同而分類。，根據(jù)它們吸收光譜不同而分類。 人復(fù)合體人復(fù)合體又稱又稱細(xì)胞色素細(xì)胞色素C氧化酶氧化酶(cytochrome c oxidase)。 電子傳遞：電子傳遞：Cyt cCuACyt aCyt a3CuBO2 Cyt a3CuB形成活性雙核中心，將電子傳遞給形成活性雙核中心，將電子傳遞給O2。復(fù)合體復(fù)合體也有質(zhì)子泵功能也有質(zhì)子泵功能，每

11、每傳遞傳遞2個電子個電子使使2個個H+跨內(nèi)膜向胞漿側(cè)轉(zhuǎn)移跨內(nèi)膜向胞漿側(cè)轉(zhuǎn)移 。（四）復(fù)合體（四）復(fù)合體將電子從細(xì)胞色素將電子從細(xì)胞色素C傳遞給氧傳遞給氧復(fù)復(fù)合合體體的的電電子子傳傳遞遞過過程程1、NADH氧化呼吸鏈氧化呼吸鏈NADH 復(fù)合體復(fù)合體CoQ 復(fù)合體復(fù)合體Cyt c 復(fù)合體復(fù)合體O22 2、琥珀酸氧化呼吸鏈、琥珀酸氧化呼吸鏈 琥珀酸琥珀酸 復(fù)合體復(fù)合體 CoQ 復(fù)合體復(fù)合體Cyt c 復(fù)合體復(fù)合體O2二、二、NADH和和FADH2是氧化呼吸鏈的電子是氧化呼吸鏈的電子供體供體根據(jù)電子供體及其傳遞過程，目前認(rèn)為，氧化根據(jù)電子供體及其傳遞過程，目前認(rèn)為，氧化呼吸鏈有兩條途徑：呼吸鏈有兩條途

12、徑：NADHFMN(Fe-S)琥珀酸琥珀酸FAD(Fe-S)CoQCyt bCyt c1Cyt cCyt aa3O2NADH氧化呼吸鏈氧化呼吸鏈 FADH2氧化呼吸鏈氧化呼吸鏈第二節(jié)第二節(jié) 氧化磷酸化將氧化呼吸鏈釋能與氧化磷酸化將氧化呼吸鏈釋能與ADP磷酸化偶聯(lián)生成磷酸化偶聯(lián)生成ATP 底物水平磷酸化底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation)與脫氫反應(yīng)偶聯(lián)，生成底物分子的高能鍵，使與脫氫反應(yīng)偶聯(lián)，生成底物分子的高能鍵，使ADP(GDP)磷酸化生成磷酸化生成ATP(GTP)的過程。不經(jīng)的過程。不經(jīng)電子傳遞。電子傳遞。 氧化磷酸化氧化磷酸化 (oxidativ

13、e phosphorylation)是指在呼是指在呼吸鏈電子傳遞過程中偶聯(lián)吸鏈電子傳遞過程中偶聯(lián)ADP磷酸化，生成磷酸化，生成ATP，又稱為又稱為偶聯(lián)磷酸化偶聯(lián)磷酸化。nATP生成方式生成方式一、氧化磷酸化偶聯(lián)部位在復(fù)合體一、氧化磷酸化偶聯(lián)部位在復(fù)合體、內(nèi)內(nèi) 根據(jù)根據(jù)P/O比值比值氧化磷酸化偶聯(lián)部位：氧化磷酸化偶聯(lián)部位：復(fù)合體復(fù)合體、線線粒粒體體離離體體實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)測測得得的的一一些些底底物物的的P/O比比值值底底 物物呼呼吸吸鏈鏈的的組組成成P/O比比值值可可能能生生成成的的 ATP數(shù)數(shù) -羥羥丁丁酸酸NAD+復(fù)復(fù)合合體體CoQ復(fù)復(fù)合合體體2.5 2.5Cyt c復(fù)復(fù)合合體體O2琥琥珀珀酸酸復(fù)復(fù)

14、合合體體CoQ復(fù)復(fù)合合體體1.5 1.5Cyt c復(fù)復(fù)合合體體O2抗抗壞壞血血酸酸Cyt c復(fù)復(fù)合合體體O20.88 1細(xì)細(xì)胞胞色色素素c (Fe2+) 復(fù)復(fù)合合體體O20.61-0.68 1（一）（一）P/O 比值比值指氧化磷酸化過程中，每消耗指氧化磷酸化過程中，每消耗1/2摩爾摩爾O2所生所生成成ATP的摩爾數(shù)（或一對電子通過氧化呼吸鏈傳遞的摩爾數(shù)（或一對電子通過氧化呼吸鏈傳遞給氧所生成給氧所生成ATP分子數(shù)）。分子數(shù)）。 （二）自由能變化（二）自由能變化根據(jù)熱力學(xué)公式，根據(jù)熱力學(xué)公式，pH7.0時標(biāo)準(zhǔn)自由能變化時標(biāo)準(zhǔn)自由能變化(G0)與還原電位變化與還原電位變化(E0)之間有以下關(guān)系：之

15、間有以下關(guān)系：n為傳遞電子數(shù)；為傳遞電子數(shù)；F為法拉第常數(shù)為法拉第常數(shù)(96.5kJ/molV)G0 = -nFE0電子傳遞鏈自由能變化電子傳遞鏈自由能變化區(qū)段區(qū)段電位變化電位變化(E)自由能變化自由能變化G=-nFE能否生成能否生成ATP(G是否大于是否大于30.5KJ) Cyt aa3O2 0.53V 102.3KJ/mol 能能NAD+CoQ0.36V 69.5KJ/mol 能能CoQCyt c 0.21V 40.5KJ/mol 能能ATPATP ATP氧化磷酸化偶聯(lián)部位氧化磷酸化偶聯(lián)部位NADHFMN(Fe-S)琥珀酸琥珀酸FAD(Fe-S)CoQCyt bCyt cCyt cCyt

16、aa3O2二、氧化磷酸化偶聯(lián)機(jī)制是產(chǎn)生跨線粒二、氧化磷酸化偶聯(lián)機(jī)制是產(chǎn)生跨線粒體內(nèi)膜的質(zhì)子梯度體內(nèi)膜的質(zhì)子梯度化學(xué)滲透假說化學(xué)滲透假說(chemiosmotic hypothesis)電子經(jīng)呼吸鏈傳遞時，可將質(zhì)子電子經(jīng)呼吸鏈傳遞時，可將質(zhì)子(H+)從線從線粒體內(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。當(dāng)質(zhì)子順濃內(nèi)外質(zhì)子電化學(xué)梯度儲存能量。當(dāng)質(zhì)子順濃度梯度回流時驅(qū)動度梯度回流時驅(qū)動ADP與與Pi生成生成ATP。 氧化磷酸化依賴于完整封閉的線粒體內(nèi)膜；氧化磷酸化依賴于完整封閉的線粒體內(nèi)膜； 線粒體內(nèi)膜對線粒體內(nèi)膜對H+、OH、K、Cl離子是

17、不通離子是不通透的；透的； 電子傳遞鏈可驅(qū)動質(zhì)子移出線粒體，形成可測定電子傳遞鏈可驅(qū)動質(zhì)子移出線粒體，形成可測定的跨內(nèi)膜電化學(xué)梯度；的跨內(nèi)膜電化學(xué)梯度； 增加線粒體內(nèi)膜外側(cè)酸性可導(dǎo)致增加線粒體內(nèi)膜外側(cè)酸性可導(dǎo)致ATP合成，而線合成，而線粒體內(nèi)膜加入使質(zhì)子通過物質(zhì)可減少內(nèi)膜質(zhì)子梯粒體內(nèi)膜加入使質(zhì)子通過物質(zhì)可減少內(nèi)膜質(zhì)子梯度，結(jié)果電子雖可以傳遞，但度，結(jié)果電子雖可以傳遞，但ATP生成減少。生成減少。 n化學(xué)滲透假說已經(jīng)得到廣泛的實(shí)驗(yàn)支持?；瘜W(xué)滲透假說已經(jīng)得到廣泛的實(shí)驗(yàn)支持。線粒體基質(zhì)線粒體基質(zhì) 線粒體膜線粒體膜 + + + + - - - - H+ O2 H2O H+e- ADP+Pi ATP 化

18、學(xué)滲透假說簡單示意圖化學(xué)滲透假說簡單示意圖 F0 F1 Cyt c Q NADH+H+ NAD+ 延胡索酸延胡索酸 琥珀酸琥珀酸 H+ 1/2O2+2H+ H2O ADP+Pi ATP 4H+ 2H+ 4H+ 胞液側(cè)胞液側(cè) 基質(zhì)側(cè)基質(zhì)側(cè) + + + + + + + + + + - - - - - - - - - 電子傳遞過程電子傳遞過程復(fù)合體復(fù)合體 (4H+) 、 (4 H+)和和 (2H+)有質(zhì)子泵功能有質(zhì)子泵功能?；瘜W(xué)滲透示意圖及各種抑制劑對電子傳遞鏈的影響化學(xué)滲透示意圖及各種抑制劑對電子傳遞鏈的影響三、質(zhì)子順濃度梯度回流釋放能量用于三、質(zhì)子順濃度梯度回流釋放能量用于合成合成 ATPF1：

19、親水部分：親水部分 （動物：（動物：33亞基復(fù)合體，亞基復(fù)合體，OSCP、IF1 亞基），線粒體內(nèi)膜的基質(zhì)側(cè)顆粒狀突起，），線粒體內(nèi)膜的基質(zhì)側(cè)顆粒狀突起，催化催化ATP合成合成。 F0：疏水部分：疏水部分（ab2c912亞基，動物還有其他輔助亞亞基，動物還有其他輔助亞基），鑲嵌在線粒體內(nèi)膜中，形成基），鑲嵌在線粒體內(nèi)膜中，形成跨內(nèi)膜質(zhì)子跨內(nèi)膜質(zhì)子通道通道 。nATP合酶結(jié)構(gòu)組成合酶結(jié)構(gòu)組成第三節(jié)第三節(jié) 氧化磷酸化的影響因素氧化磷酸化的影響因素 一、體內(nèi)能量狀態(tài)可調(diào)節(jié)氧化磷酸化速率一、體內(nèi)能量狀態(tài)可調(diào)節(jié)氧化磷酸化速率 氧化磷酸化是機(jī)體合成能量載體氧化磷酸化是機(jī)體合成能量載體ATPATP的最主要的

20、最主要的途徑，因此機(jī)體根據(jù)的途徑，因此機(jī)體根據(jù)能量需求調(diào)節(jié)氧化磷能量需求調(diào)節(jié)氧化磷酸化速率，從而調(diào)節(jié)酸化速率，從而調(diào)節(jié)ATPATP的生成量的生成量。 二、抑制劑可阻斷氧化磷酸化過程二、抑制劑可阻斷氧化磷酸化過程（一）呼吸鏈抑制劑阻斷電子傳遞過程（一）呼吸鏈抑制劑阻斷電子傳遞過程 復(fù)合體復(fù)合體抑制劑：魚藤酮抑制劑：魚藤酮(rotenone)、粉蝶霉、粉蝶霉素素A(piericidin A)及異戊巴比妥及異戊巴比妥(amobarbital)等等阻斷傳遞電子到泛醌阻斷傳遞電子到泛醌 。 復(fù)合體復(fù)合體的抑制劑：萎銹靈的抑制劑：萎銹靈(carboxin)。 復(fù)合體復(fù)合體抑制劑：抗霉素抑制劑：抗霉素A(a

21、ntimycin A)阻斷阻斷Cyt bH傳遞電子到泛醌傳遞電子到泛醌(QN) ；粘噻唑菌醇則作用；粘噻唑菌醇則作用QP位點(diǎn)位點(diǎn)。 復(fù)合體復(fù)合體 抑制劑：抑制劑：CN、N3緊密結(jié)合中氧化型緊密結(jié)合中氧化型Cyt a3，阻斷電子由，阻斷電子由Cyt a到到CuB- Cyt a3間傳遞。間傳遞。CO與還原型與還原型Cyt a3結(jié)合，結(jié)合，阻斷電子傳遞給阻斷電子傳遞給O2。 NADHFMN(Fe-S)琥珀酸琥珀酸FAD(Fe-S)CoQCyt bCyt cCyt cCyt aa3O2魚藤酮魚藤酮粉蝶霉素粉蝶霉素A A異戊巴比妥異戊巴比妥 抗霉素抗霉素A A二巰基丙醇二巰基丙醇 CO、CN-、N3-及

22、及H2S各種呼吸鏈抑制劑的阻斷位點(diǎn)各種呼吸鏈抑制劑的阻斷位點(diǎn)（二）解偶聯(lián)劑阻斷（二）解偶聯(lián)劑阻斷ADPADP的磷酸化過程的磷酸化過程 解偶聯(lián)劑解偶聯(lián)劑(uncoupler)可使氧化與磷酸化的偶可使氧化與磷酸化的偶聯(lián)相互分離，基本作用機(jī)制是聯(lián)相互分離，基本作用機(jī)制是破壞破壞電子傳遞過程建電子傳遞過程建立的跨內(nèi)膜的立的跨內(nèi)膜的質(zhì)子電化學(xué)梯度質(zhì)子電化學(xué)梯度，使電化學(xué)梯度儲存，使電化學(xué)梯度儲存的的能量以熱能形式釋放能量以熱能形式釋放，ATP的生成受到抑制。的生成受到抑制。 如：二硝基苯酚如：二硝基苯酚(dinitrophenol, DNP) ；解偶；解偶聯(lián)蛋白聯(lián)蛋白(uncoupling protei

23、n，UCP1)。解偶聯(lián)蛋白作用機(jī)制（棕色脂肪組織線粒體）解偶聯(lián)蛋白作用機(jī)制（棕色脂肪組織線粒體）Cyt cQ胞液側(cè)胞液側(cè) 基質(zhì)側(cè)基質(zhì)側(cè) 解偶聯(lián)解偶聯(lián) 蛋白蛋白熱能熱能ADP+Pi ATP （三）（三）ATP合酶抑制劑同時抑制電子傳遞和合酶抑制劑同時抑制電子傳遞和ATP的生成的生成這類抑制劑對電子傳遞及這類抑制劑對電子傳遞及ADP磷酸化均有抑制磷酸化均有抑制作用。例如寡霉素作用。例如寡霉素(oligomycin) ，二環(huán)己基碳二亞，二環(huán)己基碳二亞胺胺(dicyclohexyl carbodiimide, DCCP)。 寡霉素寡霉素(oligomycin) 寡霉素寡霉素ATP合酶結(jié)構(gòu)模式圖合酶結(jié)構(gòu)

24、模式圖可阻止質(zhì)子從可阻止質(zhì)子從F0質(zhì)子通道回質(zhì)子通道回流，抑制流，抑制ATP生生成。成。Na+，K+ATP酶和解偶聯(lián)蛋白基因表達(dá)均增加。酶和解偶聯(lián)蛋白基因表達(dá)均增加。三、甲狀腺激素可促進(jìn)氧化磷酸化和產(chǎn)熱三、甲狀腺激素可促進(jìn)氧化磷酸化和產(chǎn)熱四、線粒體四、線粒體DNA突變可影響機(jī)體氧化磷酸突變可影響機(jī)體氧化磷酸化功能。化功能。 線粒體線粒體DNA（mtDNA）呈裸露的環(huán)狀雙螺）呈裸露的環(huán)狀雙螺旋結(jié)構(gòu)，缺乏蛋白質(zhì)保護(hù)和損傷修復(fù)系統(tǒng)，容易旋結(jié)構(gòu)，缺乏蛋白質(zhì)保護(hù)和損傷修復(fù)系統(tǒng)，容易受到損傷而發(fā)生突變，其突變率遠(yuǎn)高于核內(nèi)的基受到損傷而發(fā)生突變，其突變率遠(yuǎn)高于核內(nèi)的基因組因組DNA。五、線粒體的內(nèi)膜選擇性協(xié)

25、調(diào)轉(zhuǎn)運(yùn)氧五、線粒體的內(nèi)膜選擇性協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)運(yùn)氧化磷酸化相關(guān)代謝物化磷酸化相關(guān)代謝物線粒體外膜通透性高，線粒體對物質(zhì)通線粒體外膜通透性高，線粒體對物質(zhì)通過的選擇性主要依賴于內(nèi)膜中不同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白過的選擇性主要依賴于內(nèi)膜中不同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(transporter)對各種物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)。對各種物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)。（一）（一）ATP-ADP轉(zhuǎn)位酶協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)位酶協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)運(yùn)ADP進(jìn)入和進(jìn)入和ATP移出線粒體移出線粒體ATP4- F0 F1 胞液側(cè)胞液側(cè) 基質(zhì)側(cè)基質(zhì)側(cè) 腺苷酸腺苷酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白磷酸磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 ADP3- H2PO4- ATP4- H+ H+ H+ H+ H2PO4- H2PO4- ADP3- ADP3-

26、每分子每分子ATP4-和和ADP3-反向轉(zhuǎn)運(yùn)時，向內(nèi)膜外凈反向轉(zhuǎn)運(yùn)時，向內(nèi)膜外凈轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移1個負(fù)電荷個負(fù)電荷 ，相當(dāng)于多，相當(dāng)于多1個個H+轉(zhuǎn)入線粒體基質(zhì)。轉(zhuǎn)入線粒體基質(zhì)。 （一）胞漿中（一）胞漿中NADH通過穿梭機(jī)制進(jìn)入線粒體通過穿梭機(jī)制進(jìn)入線粒體氧化呼吸鏈氧化呼吸鏈胞漿中胞漿中NADH必須經(jīng)一定必須經(jīng)一定轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制進(jìn)入進(jìn)入線粒體，再經(jīng)呼吸鏈進(jìn)行氧化磷酸化。線粒體，再經(jīng)呼吸鏈進(jìn)行氧化磷酸化。- -磷酸甘油穿梭磷酸甘油穿梭(-glycerophosphate shuttle)蘋果酸蘋果酸- -天冬氨酸穿梭天冬氨酸穿梭 (malate-asparate shuttle)n轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制：轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制： NADH+H+ FADH2 NAD+ FAD 線粒體線粒體 內(nèi)膜內(nèi)膜 線粒體線粒體 外膜外膜膜間隙膜間隙 線粒體線粒體 基質(zhì)基質(zhì)-磷酸甘油磷酸甘油 脫氫酶脫氫酶 呼吸鏈呼吸鏈 磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮 PiCH2O-CH2OH C=OPiCH2O-CH2OH C=O-磷酸甘油磷酸甘油 PiCH2O-CH