湖工微生物生理學(xué)第一章

第一章微生物生理學(xué)導(dǎo)論本文檔共21頁(yè)；當(dāng)前第1頁(yè)；編輯于星期二\17點(diǎn)8分本文檔共21頁(yè)；當(dāng)前第2頁(yè)；編輯于星期二\17點(diǎn)8分本文檔共21頁(yè)；當(dāng)前第3頁(yè)；編輯于星期二\17點(diǎn)8分本文檔共21頁(yè)；當(dāng)前第4頁(yè)；編輯于星期二\17點(diǎn)8分NADH氧化呼吸鏈脫氫酶作用下，NADH+H+將2個(gè)氫原子傳遞給FMN生成FMNH2，再將氫原子傳遞給CoQ，生成CoQH2，此時(shí)，H2解離成2H+

和2e，2H+

游離于線粒體內(nèi)膜外與外膜形成的間隙介質(zhì)中，2e通過(guò)b(Fe-S)→c1→c→aa3→1/2O2傳遞給O，形成的O2-與2H+生成水NAD+→[FMN(Fe-S)]→CoQ→b(Fe-S)→c1→c→aa3→1/2O2-0.32

-0.30

+0.04

+0.07+0.22+0.25

+0.29+0.82本文檔共21頁(yè)；當(dāng)前第5頁(yè)；編輯于星期二\17點(diǎn)8分琥珀酸氧化呼吸鏈（FADH2鏈）琥珀酸在琥珀酸脫氫酶作用下脫氫生成延胡索酸，F(xiàn)AD接收脫掉的2H生成FADH2，氫傳遞給CoQ生成CoQH2，之后H2解離成2H+

和2e，2H+

游離于線粒體內(nèi)膜外與外膜形成的間隙介質(zhì)中，2e通過(guò)b(Fe-S)→c1→c→aa3→1/2O2傳遞給O，形成的O2-與2H+生成水本文檔共21頁(yè)；當(dāng)前第6頁(yè)；編輯于星期二\17點(diǎn)8分

NADH或琥珀酸所攜帶的高能電子通過(guò)線粒體呼吸鏈傳遞到O2的過(guò)程中，釋放出大量的能量。這種高能電子傳遞過(guò)程的釋能反應(yīng)與ADP和磷酸合成ATP的需能反應(yīng)相偶聯(lián)，是ATP形成的基本機(jī)制。生物氧化的釋能反應(yīng)與ADP的磷?；磻?yīng)偶聯(lián)合成ATP的過(guò)程，稱(chēng)為氧化磷酸化。？是3ATP泛醌-細(xì)胞色素c還原酶NADHQ還原酶，即復(fù)合物I。細(xì)胞色素c氧化酶本文檔共21頁(yè)；當(dāng)前第7頁(yè)；編輯于星期二\17點(diǎn)8分合成1molATP時(shí)，需要提供的能量至少為ΔG0‘=-30.5kJ/mol，相當(dāng)于氧化還原電位差ΔE0’=0.2V±。故在NADH氧化呼吸鏈中有三處可生成ATP，而在琥珀酸氧化呼吸鏈中，只有兩處可生成ATP。抗壞血酸氧化從細(xì)胞色素c進(jìn)入呼吸鏈，產(chǎn)生1個(gè)ATP。

FAD

↓

NAD+→[FMN(Fe-S)]→CoQ→b(Fe-S)→c1→c→aa3→1/2O2-0.32

-0.30

+0.04

+0.07+0.22+0.25

+0.29+0.82

↓↓↓

ATP

ATP

ATP即ATP合成的三個(gè)部位：1.復(fù)合體1（NADHQ還原酶）將NADH的質(zhì)子電子傳遞給CoQ的過(guò)程2.由復(fù)合體3（泛醌-細(xì)胞色素c還原酶）將電子由CoQ傳給細(xì)胞色素C3.由復(fù)合體4（細(xì)胞色素c氧化酶）將電子傳給O2本文檔共21頁(yè)；當(dāng)前第8頁(yè)；編輯于星期二\17點(diǎn)8分化學(xué)滲透偶聯(lián)假說(shuō)a.線粒體內(nèi)膜的電子傳遞鏈?zhǔn)且粋€(gè)質(zhì)子泵；b.電子沿ETC傳遞時(shí)釋放出來(lái)的能量，用于驅(qū)動(dòng)膜內(nèi)側(cè)的H+遷移到膜外側(cè)（膜對(duì)H+是不通透的）。這樣，在膜的內(nèi)側(cè)與外側(cè)就產(chǎn)生了跨膜質(zhì)子梯度(pH)和電位梯度（）；c.在膜內(nèi)外勢(shì)能差（pH和）的驅(qū)動(dòng)下，膜外高能質(zhì)子沿著一個(gè)特殊通道（ATP酶的組成部分），跨膜回到膜內(nèi)側(cè)。質(zhì)子跨膜過(guò)程中釋放的能量，直接驅(qū)動(dòng)ADP和磷酸合成ATP?；瘜W(xué)滲透偶聯(lián)假說(shuō)本文檔共21頁(yè)；當(dāng)前第9頁(yè)；編輯于星期二\17點(diǎn)8分唯一與大部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相符的假說(shuō)，被普遍接受P.Mitchell因此獲78年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)要點(diǎn)：（1）呼吸鏈的電子傳遞是一個(gè)主動(dòng)轉(zhuǎn)移的泵，氫傳遞體利用傳遞反應(yīng)能量將線粒體基質(zhì)中的H+泵出內(nèi)膜，進(jìn)入內(nèi)膜外側(cè)，形成線粒體內(nèi)膜外高內(nèi)低的H+

濃度梯度；（2）內(nèi)膜阻止H+自由進(jìn)入，形成膜內(nèi)外電位差(△E)；1243電子沿ETC傳遞時(shí)釋放出來(lái)的能量，用于驅(qū)動(dòng)膜內(nèi)側(cè)的H+遷移到膜外側(cè)（膜對(duì)H+是不通透的）。本文檔共21頁(yè)；當(dāng)前第10頁(yè)；編輯于星期二\17點(diǎn)8分Anumberofprokaryotescontainheme-copperrespiratoryoxygenreductases,whichutilizeamembrane-boundquinolasthesubstrate(electrondonor)(1,2).Theseenzymes(quinoloxidases)arecloselyrelatedtothecytochromecoxidases,reduceO2towater,andalsopumpprotonsacrossthemembranebilayer,generatingaprotonmotiveforce.泵出定位于復(fù)合體1（NADH脫氫酶）、3（細(xì)胞色素還原酶）、4（細(xì)胞色素C氧化酶）本文檔共21頁(yè)；當(dāng)前第11頁(yè)；編輯于星期二\17點(diǎn)8分質(zhì)子泵機(jī)制電子傳遞導(dǎo)致復(fù)合體1、3、4構(gòu)想發(fā)生變化質(zhì)子外泵至線粒體內(nèi)膜外是氨基酸側(cè)鏈變化的結(jié)果，構(gòu)象改變導(dǎo)致原來(lái)在內(nèi)膜兩側(cè)的氨基酸種類(lèi)發(fā)生改變：構(gòu)象變化使發(fā)揮質(zhì)子泵作用的Aa側(cè)鏈暴漏在外側(cè)（內(nèi)膜內(nèi)側(cè)或內(nèi)膜外側(cè)），該側(cè)鏈在構(gòu)象變化的過(guò)程中交替的處于內(nèi)膜的內(nèi)測(cè)或外側(cè)，內(nèi)膜內(nèi)的線粒體基質(zhì)和間隙基質(zhì)pH不同，導(dǎo)致同一個(gè)Aa側(cè)鏈發(fā)生質(zhì)子化或去質(zhì)子化，從而將質(zhì)子泵至間隙；或是構(gòu)象變化過(guò)程中，不同Aa側(cè)鏈間發(fā)生了質(zhì)子傳遞作用。內(nèi)膜兩側(cè)這一段距離內(nèi)存在pH梯度，而不同的Aa的側(cè)鏈具有不同的pK值，所以相關(guān)氨基酸側(cè)鏈協(xié)同完成了質(zhì)子傳遞功能(類(lèi)似于酸堿催化)本文檔共21頁(yè)；當(dāng)前第12頁(yè)；編輯于星期二\17點(diǎn)8分（3）△E推動(dòng)ATP合成酶為ADP磷酸化提供能量。本文檔共21頁(yè)；當(dāng)前第13頁(yè)；編輯于星期二\17點(diǎn)8分本文檔共21頁(yè)；當(dāng)前第14頁(yè)；編輯于星期二\17點(diǎn)8分P3PPOOHOHCH2CH2OO12546P磷酸二羥丙酮123+P②異構(gòu)6-磷酸果糖P5643-磷酸甘油醛（GAP）PP1，3-二磷酸甘油酸（1，3-BPG）PCOHCOHH2COOH3-磷酸甘油酸P2-磷酸甘油酸P磷酸烯醇式丙酮酸6-磷酸葡萄糖PG葡萄糖①活化④裂解⑥脫氫⑤異構(gòu)PP1，6-二磷酸果糖FBP③活化⑦產(chǎn)能⑨脫水⑧異構(gòu)⑩產(chǎn)能HHOH醛縮酶正磷酸磷酸甘油酸激酶磷酸己糖異構(gòu)酶磷酸果糖激酶磷酸甘油醛脫氫酶NADH生產(chǎn)烯醇化酶丙酮酸激酶Py羧基來(lái)自G的C3C4PyC3來(lái)自G的C1C6氧化還原反應(yīng)123123456G的本文檔共21頁(yè)；當(dāng)前第15頁(yè)；編輯于星期二\17點(diǎn)8分琥珀酸CoA合成酶OAA的C3C4來(lái)自上一輪的OAAC2C3延胡索酸酶Py的C3是G的C1、6Py的C2是G的C2、C5第一個(gè)CO2分子的釋放，C來(lái)自GC3C41234H來(lái)自仲碳H來(lái)自O(shè)AA的C1H來(lái)自脫羧基H和CoACO2來(lái)自O(shè)AA的C4OAAC1C2來(lái)自py的C2C3即G的C2C5或G的C6、C1本文檔共21頁(yè)；當(dāng)前第16頁(yè)；編輯于星期二\17點(diǎn)8分磷酸葡萄糖酸脫水酶KDPG醛縮酶乙酰乳酸脫羧酶.5本文檔共21頁(yè)；當(dāng)前第1