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1、第四章第四章 生物氧化與氧化磷酸化生物氧化與氧化磷酸化第四章第四章 生物氧化與氧化磷酸化生物氧化與氧化磷酸化u第一節(jié)第一節(jié) 生物氧化概述生物氧化概述u第二節(jié)第二節(jié) 電子傳送鏈呼吸鏈電子傳送鏈呼吸鏈u第三節(jié)第三節(jié) 氧化磷酸化氧化磷酸化 第一節(jié)第一節(jié) 生物氧化概述生物氧化概述有機(jī)物在生物體內(nèi)氧化分解成二氧化碳和水有機(jī)物在生物體內(nèi)氧化分解成二氧化碳和水并釋放和儲(chǔ)存能量的過(guò)程。又稱細(xì)胞氧化或并釋放和儲(chǔ)存能量的過(guò)程。又稱細(xì)胞氧化或細(xì)胞呼吸。細(xì)胞呼吸。 C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 能量能量2870.22 kJ/mol一、生物氧化概念一、生物氧化概念一定義：一定義：二生物氧化的特

2、點(diǎn)二生物氧化的特點(diǎn)1 1、在活的細(xì)胞中溫暖條件下進(jìn)展、在活的細(xì)胞中溫暖條件下進(jìn)展2 2、生物氧化反響為酶促反響、生物氧化反響為酶促反響3 3、氧化過(guò)程分階段進(jìn)展，能量逐漸釋放。、氧化過(guò)程分階段進(jìn)展，能量逐漸釋放。4 4、產(chǎn)生的能量?jī)?chǔ)存在高能磷酸化合物主、產(chǎn)生的能量?jī)?chǔ)存在高能磷酸化合物主ATPATP中。中。一、生物氧化概念一、生物氧化概念 生物氧化過(guò)程與磷酸化偶聯(lián)，在此過(guò)程中不會(huì)因生物氧化過(guò)程與磷酸化偶聯(lián)，在此過(guò)程中不會(huì)因氧化過(guò)程中能量驟然釋放而損傷機(jī)體，釋放的能量盡氧化過(guò)程中能量驟然釋放而損傷機(jī)體，釋放的能量盡可得到有效的利用?？傻玫接行У睦谩Ｈ镅趸姆绞饺镅趸姆绞窖趸错懷趸错?/p>

3、脫電子脫電子脫氫脫氫加氧加氧復(fù)原反響復(fù)原反響得電子得電子加氫加氫脫氧脫氧一、生物氧化概念一、生物氧化概念四四CO2的生成的生成1 1、直接脫羧、直接脫羧丙酮酸丙酮酸丙酮酸脫羧酶丙酮酸脫羧酶乙醛乙醛 + CO2 + CO22 2、氧化脫羧的同時(shí)伴有氧化脫氫、氧化脫羧的同時(shí)伴有氧化脫氫丙酮酸丙酮酸丙酮酸脫氫酶系丙酮酸脫氫酶系乙酰乙酰CoA + CO2CoA + CO22H一、生物氧化概念一、生物氧化概念四四H2OH2O的構(gòu)成的構(gòu)成 在脫氫酶、傳送體、氧化酶組成的體系催在脫氫酶、傳送體、氧化酶組成的體系催化下由代謝底物脫下的氫與氧結(jié)合生成的?；掠纱x底物脫下的氫與氧結(jié)合生成的。AH2A2HH受體受

4、體中間傳送體中間傳送體H2O1/2O2ATP氧化酶激活氧化酶激活一、生物氧化概念一、生物氧化概念二、自在能和氧化復(fù)原電位二、自在能和氧化復(fù)原電位1 1、自在能、自在能u某一系統(tǒng)的總能量中，能在恒溫恒壓和必要的體某一系統(tǒng)的總能量中，能在恒溫恒壓和必要的體積下做有用功的那部分能量。用積下做有用功的那部分能量。用G G表示表示 u在一個(gè)化學(xué)反響中當(dāng)在一個(gè)化學(xué)反響中當(dāng)A A轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為B B時(shí)，其自在能的變時(shí)，其自在能的變化用化用GG表示。表示。 u根據(jù)根據(jù)GG斷定反響方向：斷定反響方向：uGG0 0 放能，反響自發(fā)進(jìn)展；放能，反響自發(fā)進(jìn)展；uGG0 0 吸能，反響不能自發(fā)進(jìn)展；吸能，反響不能自發(fā)進(jìn)展

5、；uG=0 G=0 反響到達(dá)平衡。反響到達(dá)平衡。2 2、規(guī)范自在能變化與平衡常數(shù)、規(guī)范自在能變化與平衡常數(shù) G0= - RT1n KeqR為氣體常數(shù)為氣體常數(shù)1.987calMol-1K-1T為絕對(duì)溫度。為絕對(duì)溫度。G0是一個(gè)常數(shù)，是一個(gè)特定值。是一個(gè)常數(shù)，是一個(gè)特定值。在生化反響中，在生化反響中，pH=7.0pH=7.0時(shí)時(shí), ,其規(guī)范自在能變化以其規(guī)范自在能變化以G0G0表示。表示。二、自在能和氧化復(fù)原電位二、自在能和氧化復(fù)原電位3 3、氧化復(fù)原電位、氧化復(fù)原電位在規(guī)范形狀下，氫電極電極勢(shì)為在規(guī)范形狀下，氫電極電極勢(shì)為0 0，與之比較得電極勢(shì)電位。與之比較得電極勢(shì)電位。 0 0 接受電子接

6、受電子(得電子才干大于得電子才干大于H，氧化劑，氧化劑)0 7.3千卡時(shí)，可構(gòu)成千卡時(shí)，可構(gòu)成ATP二、自在能和氧化復(fù)原電位二、自在能和氧化復(fù)原電位三、高能化合物三、高能化合物高能化合物：水解時(shí)放出的自在能在高能化合物：水解時(shí)放出的自在能在20.92kJ/mol20.92kJ/mol5 5千卡千卡/mol/mol以上的化合物。以上的化合物。u高能基團(tuán)高能基團(tuán) 高能化合物中被水解的基團(tuán)；高能化合物中被水解的基團(tuán)；u高能磷酸化合物高能磷酸化合物 以磷酸作為高能基團(tuán)的高能化合物；以磷酸作為高能基團(tuán)的高能化合物；u高能鍵高能鍵 被水解斷裂釋放出大量自在能的活潑共價(jià)鍵。被水解斷裂釋放出大量自在能的活潑共

7、價(jià)鍵。一高能化合物概念一高能化合物概念二高能化合物類型二高能化合物類型1 1焦磷酸化合物焦磷酸化合物OOHOHCH2NH2NNNNOPOOOHPOOOHPHOOOH1 1、磷氧鍵型、磷氧鍵型三、高能化合物三、高能化合物腺苷三磷酸腺苷三磷酸ATPATP2 2 ?；姿峄衔秕；姿峄衔锒吣芑衔镱愋投吣芑衔镱愋虲CHOHCH2OPO3H2OOOHPOHO1,3二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸1 1、磷氧鍵型、磷氧鍵型3 3 烯醇式磷酸化合物烯醇式磷酸化合物CCCH2OOHOPO3H21 1、磷氧鍵型、磷氧鍵型二高能化合物類型二高能化合物類型磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸2 2、氮磷鍵型、氮磷鍵

8、型NPNPPOOHOHHNCNCH2COOHCH3NH二高能化合物類型二高能化合物類型磷酸肌酸磷酸肌酸3 3、硫酯鍵型、硫酯鍵型 CH3COCoAS乙酰乙酰CoASH CoASH 二高能化合物類型二高能化合物類型CH2CORCoAS脂酰輔酶脂酰輔酶A A4 4、甲硫鍵型、甲硫鍵型CH3CH2CH2CHCOOHSH2NNNNNNH2CH2OHOHO二高能化合物類型二高能化合物類型S腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸 SAM 常見(jiàn)磷酸化合物規(guī)范水解自在能常見(jiàn)磷酸化合物規(guī)范水解自在能GG三最重要的高能化合物三最重要的高能化合物-ATP-ATP 1 1、構(gòu)造特點(diǎn)、構(gòu)造特點(diǎn)密集的負(fù)電荷產(chǎn)生靜電斥力，產(chǎn)生高的磷酸轉(zhuǎn)

9、移密集的負(fù)電荷產(chǎn)生靜電斥力，產(chǎn)生高的磷酸轉(zhuǎn)移勢(shì)能，水解脫去磷酸基團(tuán)可釋放大量能量。勢(shì)能，水解脫去磷酸基團(tuán)可釋放大量能量。與與Ca2+Ca2+，或，或Mg2+Mg2+以絡(luò)合物方式存在以絡(luò)合物方式存在POO-OP-OO-OOPOOO-OOHOHCH2NH2NNNNO 1 1 ATP ATP為能量貨幣為能量貨幣 能量合成與利用以能量合成與利用以ATPATP為中心，為中心，ATP-ADPATP-ADP循循環(huán)是生物系統(tǒng)的能量交換中樞。環(huán)是生物系統(tǒng)的能量交換中樞。2 2、ATPATP的作用的作用 1,31,3二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸1,31,3二磷酸甘油酸激酶二磷酸甘油酸激酶3 3磷酸甘油酸磷酸甘油酸AT

10、P6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖ADP己糖己糖激酶激酶葡萄糖葡萄糖三最重要的高能化合物三最重要的高能化合物-ATP-ATP 在磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移反響中，磷酸基從轉(zhuǎn)移勢(shì)能較在磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移反響中，磷酸基從轉(zhuǎn)移勢(shì)能較高的供體轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移勢(shì)能較低的受體分子，高的供體轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移勢(shì)能較低的受體分子，ATPATP的的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移勢(shì)能在常見(jiàn)的含磷酸基團(tuán)化合物中磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移勢(shì)能在常見(jiàn)的含磷酸基團(tuán)化合物中處于中間位置，因此在磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移勢(shì)能高的供處于中間位置，因此在磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移勢(shì)能高的供體與低能的受體之間充任中間載體。體與低能的受體之間充任中間載體。2 2磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移反響的中間體磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移反響的中間體2 2、ATPATP

11、的作用的作用 三最重要的高能化合物三最重要的高能化合物-ATP-ATP一、電子傳送鏈概念一、電子傳送鏈概念 在生物氧化中，代謝物上的在生物氧化中，代謝物上的H H原子被脫氫酶激活零落后，以原子被脫氫酶激活零落后，以質(zhì)子和電子的方式由線粒體內(nèi)膜上的一系列傳送體傳送，最終質(zhì)子和電子的方式由線粒體內(nèi)膜上的一系列傳送體傳送，最終傳給被激活的傳給被激活的O2O2，而生成，而生成H2OH2O，由這些傳送體組成的傳送鏈稱為，由這些傳送體組成的傳送鏈稱為電子傳送鏈呼吸鏈。電子傳送鏈呼吸鏈。2、FADH2呼吸鏈琥珀酸氧化呼吸鏈呼吸鏈琥珀酸氧化呼吸鏈生物體內(nèi)主要呼吸鏈生物體內(nèi)主要呼吸鏈1 1、NADHNADH呼吸

12、鏈呼吸鏈煙酰胺腺嘌呤二核苷酸煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide)(nicotinamide adenine dinucleotide)是體內(nèi)很多脫是體內(nèi)很多脫氫酶的輔酶，氫酶的輔酶，銜接三羧酸循銜接三羧酸循環(huán)和呼吸鏈，環(huán)和呼吸鏈，其功能是將代其功能是將代謝過(guò)程中脫下謝過(guò)程中脫下來(lái)的氫交給黃來(lái)的氫交給黃素蛋白。素蛋白。 呼吸鏈一切組成成分都嵌合于線粒體內(nèi)膜，線粒體的呼吸鏈一切組成成分都嵌合于線粒體內(nèi)膜，線粒體的內(nèi)膜是重要的能量交換部位。內(nèi)膜是重要的能量交換部位。線粒體構(gòu)造線粒體構(gòu)造線粒體構(gòu)造線粒體構(gòu)造一黃素蛋白一黃素蛋白是膜內(nèi)側(cè)的一個(gè)嵌入蛋白

13、，是膜內(nèi)側(cè)的一個(gè)嵌入蛋白，含含F(xiàn)MNFMN或或FADFAD，活性中心在，活性中心在膜的內(nèi)側(cè)膜的內(nèi)側(cè), ,可催化琥珀酸可催化琥珀酸氧化為延胡索酸。氧化為延胡索酸。每個(gè)每個(gè)FMNFMN或或FADFAD可接受可接受2 2個(gè)電子個(gè)電子2 2個(gè)質(zhì)子，個(gè)質(zhì)子，NADHNADH脫氫酶以脫氫酶以FMNFMN為輔基，為輔基，琥珀酸脫氫酶以琥珀酸脫氫酶以FADFAD為為輔基。輔基。 二、電子傳送鏈的組成成分二、電子傳送鏈的組成成分二二Fe-SFe-S蛋白蛋白鐵硫蛋白：在其分子構(gòu)造中每個(gè)鐵原子和肽鏈的鐵硫蛋白：在其分子構(gòu)造中每個(gè)鐵原子和肽鏈的半胱氨酸半胱氨酸4 4個(gè)硫原子結(jié)合，經(jīng)過(guò)個(gè)硫原子結(jié)合，經(jīng)過(guò)Fe2+Fe2+

14、、Fe3+Fe3+互變互變進(jìn)展電子傳送，有進(jìn)展電子傳送，有2Fe-2S2Fe-2S和和4Fe-4S4Fe-4S兩種類型。兩種類型。 Fe+ eFe+二、電子傳送鏈的組成成分二、電子傳送鏈的組成成分三三CoQCoQOORRRR2H+2e-OHOHRRRR+二、電子傳送鏈的組成成分二、電子傳送鏈的組成成分 醌式化合物，可接受一對(duì)質(zhì)子和一對(duì)電子，醌式化合物，可接受一對(duì)質(zhì)子和一對(duì)電子，是呼吸鏈上獨(dú)一的非蛋白質(zhì)的有機(jī)分子，在膜是呼吸鏈上獨(dú)一的非蛋白質(zhì)的有機(jī)分子，在膜中比較自在。中比較自在。四細(xì)胞色素四細(xì)胞色素CytCyt類類多肽鏈多肽鏈多肽鏈多肽鏈N NC CH H3 3C CH HC CH H3 3S

15、 SC Cy ys sN NC CH H3 3F Fe eC CH H2 2C CH HC CH H3 3N NC CH H2 2C CH H2 2C CO OO O- -S SC Cy ys sN NC CH H3 3C CH H2 2C CH H2 2C CO OO O- -Fe2+ Fe3+e二、電子傳送鏈的組成成分二、電子傳送鏈的組成成分Cyt 分子中含有血分子中含有血紅素鐵，以共價(jià)方紅素鐵，以共價(jià)方式與蛋白結(jié)合，呼式與蛋白結(jié)合，呼吸鏈中有吸鏈中有5類：細(xì)類：細(xì)胞色素胞色素a、a3、b、c、c1，其中，其中a、a3含有銅原子。含有銅原子。1 1、Cytb Cytb 是膜的嵌入蛋白，可接

16、受是膜的嵌入蛋白，可接受CoQCoQ的電子。的電子。2 2、Cytc1 Cytc1 是膜的嵌入蛋白，與是膜的嵌入蛋白，與CytbCytb組成一個(gè)復(fù)合體，它組成一個(gè)復(fù)合體，它可接受可接受CytbCytb的電子，并把它傳給的電子，并把它傳給Cytc Cytc 。四細(xì)胞色素四細(xì)胞色素CytCyt類類二、電子傳送鏈的組成成分二、電子傳送鏈的組成成分3 3、 Cytc Cytc是膜上獨(dú)一的外是膜上獨(dú)一的外周蛋白，處于膜周蛋白，處于膜的外側(cè)，可接受的外側(cè)，可接受Cytc1Cytc1的電子，并的電子，并傳給傳給Cytaa3Cytaa3。四細(xì)胞色素四細(xì)胞色素CytCyt類類二、電子傳送鏈的組成成分二、電子傳送

17、鏈的組成成分兩個(gè)細(xì)胞色素的復(fù)合體，兩個(gè)細(xì)胞色素的復(fù)合體，跨膜蛋白，含有跨膜蛋白，含有CuCu離子。離子。CytaCyta接受接受CytcCytc的電子，的電子，經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)CuCu傳給傳給a3a3。Cyta3Cyta3的活性中心在膜的內(nèi)側(cè)，的活性中心在膜的內(nèi)側(cè)，可以將其電子直接傳給可以將其電子直接傳給氧分子而生成水。氧分子而生成水。該復(fù)合體又稱為細(xì)胞色素氧化酶該復(fù)合體又稱為細(xì)胞色素氧化酶 呼吸鏈末端氧化酶呼吸鏈末端氧化酶 4、Cytaa3四細(xì)胞色素四細(xì)胞色素CytCyt類類二、電子傳送鏈的組成成分二、電子傳送鏈的組成成分上述電子傳送鏈組分除泛醌和細(xì)胞色素上述電子傳送鏈組分除泛醌和細(xì)胞色素C外，外，

18、其他組分構(gòu)成嵌入內(nèi)膜的構(gòu)造化超分子復(fù)合物。其他組分構(gòu)成嵌入內(nèi)膜的構(gòu)造化超分子復(fù)合物。復(fù)合物復(fù)合物I：又稱為：又稱為NADHCoQ復(fù)原酶復(fù)原酶, 它的作用是催化它的作用是催化NADH的氧化脫氫以及的氧化脫氫以及CoQ復(fù)原。包括以復(fù)原。包括以FMN為輔基的黃素為輔基的黃素蛋白和多種鐵硫蛋白。蛋白和多種鐵硫蛋白。復(fù)合物復(fù)合物：又稱為琥珀酸：又稱為琥珀酸CoQ復(fù)原酶復(fù)原酶,它的作用是催化琥珀它的作用是催化琥珀酸的脫氫氧化和酸的脫氫氧化和CoQ的復(fù)原。包括以的復(fù)原。包括以FAD為輔基的黃素蛋白、為輔基的黃素蛋白、多種鐵硫蛋白和細(xì)胞色素多種鐵硫蛋白和細(xì)胞色素b560。復(fù)合物復(fù)合物:又稱為又稱為CoQ -C

19、ytc復(fù)原酶復(fù)原酶, 其作用是催化復(fù)原型其作用是催化復(fù)原型CoQ的氧化和細(xì)胞色素的氧化和細(xì)胞色素c的復(fù)原。包括細(xì)胞色素的復(fù)原。包括細(xì)胞色素bb562、b566和和c1，以及鐵硫蛋白。，以及鐵硫蛋白。復(fù)合物復(fù)合物IV：又稱為：又稱為Cytc 氧化酶、末端氧化酶，它的重要作氧化酶、末端氧化酶，它的重要作用是將電子從用是將電子從Cytc傳送給氧。包括傳送給氧。包括cyt aa3和含銅蛋白。和含銅蛋白。電子傳送鏈組分構(gòu)成的超分子復(fù)合物電子傳送鏈組分構(gòu)成的超分子復(fù)合物三、呼吸鏈的電子傳送順序三、呼吸鏈的電子傳送順序研討方法：研討方法：呼吸鏈組分陳列順序及氧化復(fù)原電位呼吸鏈組分陳列順序及氧化復(fù)原電位電子傳

20、送方向性由氧化復(fù)原電位決議電子傳送方向性由氧化復(fù)原電位決議電子從電子從E0E0值小的傳送體向值小的傳送體向E0E0值大的傳送體傳值大的傳送體傳送送琥珀酸琥珀酸 FAD CoQ b c1 c aa3 O2 +0.06三、呼吸鏈的電子傳送順序三、呼吸鏈的電子傳送順序CytcNADH呼吸鏈電子傳送過(guò)程的循環(huán)呼吸鏈電子傳送過(guò)程的循環(huán)呼吸鏈組分在線粒體內(nèi)膜上的分布呼吸鏈組分在線粒體內(nèi)膜上的分布外膜外膜膜間膜間空間空間內(nèi)膜內(nèi)膜胞液胞液襯質(zhì)襯質(zhì)NADH+H+FMNFe-SCoQFe-SFADCytbFe-SCytc1CytcO2Cyta Cyta3琥珀酸琥珀酸四、呼吸鏈的電子傳送抑制劑四、呼吸鏈的電子傳送抑

21、制劑 可以阻斷呼吸鏈中某一部位電子傳送的物質(zhì)，可以阻斷呼吸鏈中某一部位電子傳送的物質(zhì)，稱為電子傳送抑制劑。稱為電子傳送抑制劑。 利用專注性電子傳送抑制劑選擇性地阻斷呼吸鏈中某利用專注性電子傳送抑制劑選擇性地阻斷呼吸鏈中某個(gè)傳送步驟，再測(cè)定鏈中多組分的氧化復(fù)原態(tài)情況，是研個(gè)傳送步驟，再測(cè)定鏈中多組分的氧化復(fù)原態(tài)情況，是研討電子傳送鏈順序的一種重要方法。討電子傳送鏈順序的一種重要方法。 原理如通水管中的流水一原理如通水管中的流水一樣，正常情況下，連通管中樣，正常情況下，連通管中的水位，越接近出水管口越的水位，越接近出水管口越低，從入水到出水構(gòu)成均勻低，從入水到出水構(gòu)成均勻的梯度；假設(shè)連通水管中某的

22、梯度；假設(shè)連通水管中某一環(huán)節(jié)受阻，那么在受阻部一環(huán)節(jié)受阻，那么在受阻部位以前的水管即充溢水，而位以前的水管即充溢水，而在受阻部位以后的水管，因在受阻部位以后的水管，因無(wú)水繼續(xù)補(bǔ)充而即將流空。無(wú)水繼續(xù)補(bǔ)充而即將流空。四、呼吸鏈的電子傳送抑制劑四、呼吸鏈的電子傳送抑制劑底物氧化過(guò)程中，高能代謝中間產(chǎn)物，經(jīng)過(guò)底物氧化過(guò)程中，高能代謝中間產(chǎn)物，經(jīng)過(guò)E E促磷酸基團(tuán)促磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移反響，直接偶聯(lián)轉(zhuǎn)移反響，直接偶聯(lián)ATPATP的構(gòu)成。的構(gòu)成。一、氧化磷酸化的概念及類型一、氧化磷酸化的概念及類型 利用生物氧化過(guò)程中，釋放的自在能使利用生物氧化過(guò)程中，釋放的自在能使ADPADP磷磷酸化為酸化為ATPATP的過(guò)程

23、。的過(guò)程。1 1、底物程度磷酸化、底物程度磷酸化電子從電子從NADHNADH或或FADH2FADH2經(jīng)過(guò)電子傳送體傳送到經(jīng)過(guò)電子傳送體傳送到O2O2構(gòu)成構(gòu)成H2OH2O時(shí)，時(shí)，同時(shí)偶聯(lián)同時(shí)偶聯(lián)ADPADP磷酸化為磷酸化為ATPATP，這一過(guò)程稱電子傳送偶聯(lián)的磷，這一過(guò)程稱電子傳送偶聯(lián)的磷酸化。酸化。一、氧化磷酸化的概念及類型一、氧化磷酸化的概念及類型 2 2、電子傳送偶聯(lián)的磷酸化簡(jiǎn)稱氧化磷酸化、電子傳送偶聯(lián)的磷酸化簡(jiǎn)稱氧化磷酸化二、氧化磷酸化偶聯(lián)部位二、氧化磷酸化偶聯(lián)部位一推測(cè)氧化磷酸化的偶聯(lián)部位的方法一推測(cè)氧化磷酸化的偶聯(lián)部位的方法位置位置NADH CoQCtyb CytcCytaa3 O2

24、每耗費(fèi)一個(gè)氧原子所構(gòu)成的每耗費(fèi)一個(gè)氧原子所構(gòu)成的ATPATP數(shù)或每對(duì)電子經(jīng)過(guò)呼吸數(shù)或每對(duì)電子經(jīng)過(guò)呼吸鏈所構(gòu)成的鏈所構(gòu)成的ATPATP數(shù)。數(shù)。 測(cè)定長(zhǎng)呼吸鏈中測(cè)定長(zhǎng)呼吸鏈中P/OP/O比為比為2.52.5；短呼吸鏈中短呼吸鏈中P/OP/O比為比為1.51.5。在每在每2 2個(gè)電子經(jīng)呼吸鏈傳送給分子氧的過(guò)程中，個(gè)電子經(jīng)呼吸鏈傳送給分子氧的過(guò)程中，伴隨伴隨ADPADP磷酸化所耗費(fèi)的無(wú)機(jī)磷的磷原子數(shù)與耗磷酸化所耗費(fèi)的無(wú)機(jī)磷的磷原子數(shù)與耗費(fèi)的氧原子數(shù)之比費(fèi)的氧原子數(shù)之比 P/O P/O2 2、 P/O P/O比值比值一推測(cè)氧化磷酸化的偶聯(lián)部位的方法一推測(cè)氧化磷酸化的偶聯(lián)部位的方法二、氧化磷酸化偶聯(lián)部位二

25、、氧化磷酸化偶聯(lián)部位二氧化磷酸化偶聯(lián)部位二氧化磷酸化偶聯(lián)部位二、氧化磷酸化偶聯(lián)部位二、氧化磷酸化偶聯(lián)部位三、氧化磷酸化的作用機(jī)制三、氧化磷酸化的作用機(jī)制 u線粒體內(nèi)膜的外表有一層規(guī)那么地間隔陳列著的線粒體內(nèi)膜的外表有一層規(guī)那么地間隔陳列著的球狀顆粒，稱為球狀顆粒，稱為ATPATP合成酶復(fù)合體，是合成酶復(fù)合體，是ATPATP合成的場(chǎng)合成的場(chǎng)所。所。一線粒體偶聯(lián)因子一線粒體偶聯(lián)因子F1F0 F1F0 u氧化磷酸化偶聯(lián)因子，包含氧化磷酸化偶聯(lián)因子，包含ATPATP合成酶系統(tǒng)，可利合成酶系統(tǒng)，可利用電子傳送的高能形狀將用電子傳送的高能形狀將ADPADP和和PiPi合成為合成為ATPATP。 u功能功能

26、ADP+PiATP+H2Ou 組成組成F1頭部為頭部為F1因子因子3 39個(gè)亞基個(gè)亞基組成組成ATP的催化部位。的催化部位。 F0膜部為膜部為F0因子因子4條肽鏈組成的嵌入線粒條肽鏈組成的嵌入線粒體內(nèi)膜蛋白，含有質(zhì)子體內(nèi)膜蛋白，含有質(zhì)子通道。通道。ATP合酶復(fù)合體合酶復(fù)合體三、氧化磷酸化的作用機(jī)制三、氧化磷酸化的作用機(jī)制 二氧化磷酸化偶聯(lián)機(jī)制二氧化磷酸化偶聯(lián)機(jī)制三種假說(shuō)解釋氧化磷酸化偶聯(lián)機(jī)制三種假說(shuō)解釋氧化磷酸化偶聯(lián)機(jī)制H H的氧化過(guò)程中，構(gòu)成一個(gè)高能中間物，然后傳送能量的氧化過(guò)程中，構(gòu)成一個(gè)高能中間物，然后傳送能量交給交給ADPADP構(gòu)成構(gòu)成ATP ATP 。由于不斷未能鑒定出高能共價(jià)結(jié)合。

27、由于不斷未能鑒定出高能共價(jià)結(jié)合的中間產(chǎn)物，以致連的中間產(chǎn)物，以致連E.C.SlaterE.C.Slater也以為它幾乎可以一定也以為它幾乎可以一定是不正確的了。是不正確的了。1 1、化學(xué)偶聯(lián)假說(shuō)、化學(xué)偶聯(lián)假說(shuō)19531953年年E.C.SlaterE.C.Slater提出的提出的H的氧化過(guò)程中，構(gòu)成高能構(gòu)象，然后將能量釋放，的氧化過(guò)程中，構(gòu)成高能構(gòu)象，然后將能量釋放，使使ADP ATP三、氧化磷酸化的作用機(jī)制三、氧化磷酸化的作用機(jī)制 二氧化磷酸化偶聯(lián)機(jī)制二氧化磷酸化偶聯(lián)機(jī)制2 2、構(gòu)象偶聯(lián)假說(shuō)、構(gòu)象偶聯(lián)假說(shuō)19641964年年P(guān).D.BoyerP.D.Boyer提出了這種假說(shuō)提出了這種假說(shuō)3

28、3、化學(xué)浸透學(xué)說(shuō)此學(xué)說(shuō)被多數(shù)人支持、化學(xué)浸透學(xué)說(shuō)此學(xué)說(shuō)被多數(shù)人支持 化學(xué)浸透學(xué)說(shuō)是英國(guó)米歇爾經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)后于化學(xué)浸透學(xué)說(shuō)是英國(guó)米歇爾經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)后于19611961年年首先提出的，主要論點(diǎn)是以為呼吸鏈起質(zhì)子泵作用，首先提出的，主要論點(diǎn)是以為呼吸鏈起質(zhì)子泵作用，質(zhì)子被泵出線粒體內(nèi)膜之外側(cè)，呵斥了膜內(nèi)外兩側(cè)間質(zhì)子被泵出線粒體內(nèi)膜之外側(cè)，呵斥了膜內(nèi)外兩側(cè)間跨膜的化學(xué)電位差，后者被膜上跨膜的化學(xué)電位差，后者被膜上ATPATP合成酶所利用，使合成酶所利用，使ADPADP合成合成ATPATP。 三、氧化磷酸化的作用機(jī)制三、氧化磷酸化的作用機(jī)制 二氧化磷酸化偶聯(lián)機(jī)制二氧化磷酸化偶聯(lián)機(jī)制1 1遞遞H H體與遞

29、電子體交替體與遞電子體交替陳列，定位于線粒體內(nèi)膜。陳列，定位于線粒體內(nèi)膜。2 2遞遞H H體有體有H H泵作用，將泵作用，將2H+2H+泵出內(nèi)膜，泵出內(nèi)膜，2e2e傳給遞電傳給遞電子體，整個(gè)過(guò)程泵出子體，整個(gè)過(guò)程泵出3 3對(duì)對(duì)H+H+呵斥呵斥H+H+跨膜梯度跨膜梯度3 3線粒體膜對(duì)線粒體膜對(duì)H+H+不通透，不通透，呵斥呵斥H+H+跨膜梯度?？缒ぬ荻?。4 4H+H+經(jīng)過(guò)線粒體經(jīng)過(guò)線粒體F1-F0-F1-F0-ATPATP酶進(jìn)入內(nèi)膜，釋放出的酶進(jìn)入內(nèi)膜，釋放出的自在能推進(jìn)自在能推進(jìn)ATPATP合成。合成。化學(xué)浸透學(xué)說(shuō)要點(diǎn)化學(xué)浸透學(xué)說(shuō)要點(diǎn)化學(xué)浸透學(xué)說(shuō)化學(xué)浸透學(xué)說(shuō)化學(xué)浸透學(xué)說(shuō)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)化學(xué)浸透學(xué)說(shuō)的實(shí)

30、驗(yàn)證據(jù) 氧化磷酸化的重建實(shí)驗(yàn)氧化磷酸化的重建實(shí)驗(yàn)例：例： 2.4二硝基苯酚二硝基苯酚DNP原理：添加膜的通透性，破壞跨膜蛋白質(zhì)電化學(xué)梯度原理：添加膜的通透性，破壞跨膜蛋白質(zhì)電化學(xué)梯度H+梯度梯度使電子傳送與使電子傳送與ADPADP磷酸化兩個(gè)過(guò)程分開(kāi)，不抑制電子傳送過(guò)程，只磷酸化兩個(gè)過(guò)程分開(kāi)，不抑制電子傳送過(guò)程，只抑制抑制ADP ATPADP ATP，使電子傳送所產(chǎn)生的自在能以熱的方式耗散。，使電子傳送所產(chǎn)生的自在能以熱的方式耗散。四、氧化磷酸化的解偶聯(lián)和抑制四、氧化磷酸化的解偶聯(lián)和抑制化學(xué)要素可影響氧化磷酸化過(guò)程，不同的試劑對(duì)氧化磷酸化學(xué)要素可影響氧化磷酸化過(guò)程，不同的試劑對(duì)氧化磷酸化過(guò)程的影

31、響不同，根據(jù)它們的影響方式可分為三大類化過(guò)程的影響不同，根據(jù)它們的影響方式可分為三大類1 1、解偶聯(lián)劑、解偶聯(lián)劑抑制氧的利用和抑制氧的利用和ATPATP的構(gòu)成，不直接抑制電子傳送。氧的構(gòu)成，不直接抑制電子傳送。氧化磷酸化抑制劑的作用是直接干擾化磷酸化抑制劑的作用是直接干擾ATPATP的生成過(guò)程，結(jié)的生成過(guò)程，結(jié)果也使電子傳送不能進(jìn)展。和電子傳送抑制劑不同果也使電子傳送不能進(jìn)展。和電子傳送抑制劑不同四、氧化磷酸化的解偶聯(lián)和抑制四、氧化磷酸化的解偶聯(lián)和抑制DNPDNP解偶聯(lián)劑可解除它對(duì)氧利用的抑制造用。解偶聯(lián)劑可解除它對(duì)氧利用的抑制造用。例：寡霉素與例：寡霉素與F1F0F1F0結(jié)合，抑制氫離子內(nèi)流

32、即抑制氧結(jié)合，抑制氫離子內(nèi)流即抑制氧的利用。的利用。2 2、氧化磷酸化抑制劑、氧化磷酸化抑制劑生物膜上的脂溶性物質(zhì)，與某些離子結(jié)合，并作為它們生物膜上的脂溶性物質(zhì)，與某些離子結(jié)合，并作為它們的載體，使這些離子可以穿過(guò)膜，破壞跨膜電化學(xué)梯度，的載體，使這些離子可以穿過(guò)膜，破壞跨膜電化學(xué)梯度，從而破壞氧化磷酸化過(guò)程。從而破壞氧化磷酸化過(guò)程。四、氧化磷酸化的解偶聯(lián)和抑制四、氧化磷酸化的解偶聯(lián)和抑制u與解偶聯(lián)劑區(qū)別：與解偶聯(lián)劑區(qū)別：H+H+離子以外的其它一價(jià)陽(yáng)離子的離子以外的其它一價(jià)陽(yáng)離子的載體，改動(dòng)除載體，改動(dòng)除H+H+離子以外的一價(jià)陽(yáng)離子透性。離子以外的一價(jià)陽(yáng)離子透性。例：例： 纈氨霉素纈氨霉素K+K+；短稈菌肽；短稈菌肽K+K+，Na+Na+3 3、離子載體抑制劑、離子載體抑制劑五、線粒體內(nèi)膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)五、線粒體內(nèi)膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)五、線粒體內(nèi)膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)五、線粒體內(nèi)膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn) 細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞內(nèi)的ATPATP主要在線粒體內(nèi)由主要在線粒體內(nèi)由ADPADP磷酸化而成，磷酸化而成，大部分大部分ATPATP在線粒體外被利用后又變?yōu)樵诰€粒體外被利用后又變?yōu)锳DPADP。由于。由于ADPADP和和ATPATP都不能自在地穿