电子传递与氧化磷酸化·

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呼吸链·

• 生物氧化

  有机分子在体内彻底分解为CO₂与H₂O
  能量逐步释放，氧化过程中 形成的还原性辅酶 提供电子传递链重新氧化
  e^-沿着电子传递体转移，最终与氧结合形成H₂O
  

• 地点

  • 原核生物：质膜
  • 真核生物：线粒体内膜

呼吸链按电子亲和力排列

• 氧化呼吸链
  • NADH氧化呼吸链： $ \ce{ NADH -> 复合体I -> Q -> 复合体III -> Cytc -> 复合体IV -> O_2 } $
  • FADH₂氧化呼吸链： $ \ce{ FADH_2 -> 复合体II -> Q -> 复合体III -> Cytc -> 复合体IV -> O_2 } $
• 复合体I：NADH-Q还原酶（NADH脱氢酶）（质子泵）

  850kDa >=34条多肽链

  • 辅基/辅酶
    • FMN

      $ \ce{ FMN <=>[ 2H^+ + 2e^- ] FMNH_2 } $
      

    • 铁硫聚簇

      有3种（Fe-S 2Fe-2S 4Fe-4S）

    • CoQ

      位于线粒体内膜，官能团：苯醌
      结合H^{+与e-形成半醌（CoQH）
      再结合H+与e-形成CoQH₂}

  • 传递过程

    

• 复合体II：琥珀酸-Q还原酶

  在三羧酸循环中 琥珀酸脱氢酶在反应时 将其辅基FAD->FADH₂，其后FAD将H⁺与e^-传递给 铁硫聚簇

  • 传递过程

    

• 复合体III：细胞色素还原酶

  位于线粒体内膜
  将H⁺与e^-传递给 Cytc

  • 辅基/辅酶
    • Cytb₅₆₂（b_H / b_K）
    • Cytb₅₆₆（b_L / b_T）
    • Cytc₁
    • 铁硫聚簇
  • Q循环（质子泵）
    1. $ \ce{ CoQH_2 ->[ H^+ + e^- （此时CoQH_2变为CoQH） ] （H^+泵出膜外）复合体III中的铁硫聚簇 -> Cytc_1 -> Cytc } $
       $ \ce{ CoQH ->[ H^+ + e^- （此时CoQH变为CoQ） ] （H^+泵出膜外）b_L -> b_H -> Q（此时CoQ变为CoQH） } $
    2. $ \ce{ CoQH_2 ->[ H^+ + e^- （此时CoQH_2变为CoQH） ] （H^+泵出膜外）复合体III中的铁硫聚簇 -> Cytc_1 -> Cytc } $
       $ \ce{ CoQH ->[ H^+ + e^- （此时CoQH变为CoQ） ] （H^+泵出膜外）b_L -> b_H -> QH（此时CoQH变为CoQH_2）} $
  • 传递过程

    

• 细胞色素Cyt

  以 铁卟啉为辅基，电子传递蛋白质的总称

  • 血红素A
    • Cyta
    • Cyta₃
  • b型血红素
    • Cytb
  • c型血红素
    • Cytc

      负责在复合体III与复合体IV之间传递电子 能溶于水 13kDa 104个残基

    • Cytc₁
• 复合体IV：细胞色素氧化酶

  嵌在线粒体内膜上的跨膜蛋白

  • 辅基
    • Cyta-CuA
    • Cyta₃-CuB
  • 传递过程

    

• 呼吸链的抑制剂
  • 抑制NADH-Q还原酶
    • 鱼藤同
    • 安密妥
    • 杀粉蝶均速
  • 抑制Cytb
    • 抗霉素A
  • 抑制Cyta/Cyta₃
    • CN^-
    • CO
    • N₃^-

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氧化磷酸化·

高能磷酸化合物的生成，包括：

• 底物水平磷酸化

  TAC中GTP的产生，EMP中PG/PA激酶催化反应中产生的ATP

• 光合磷酸化
• 氧化磷酸化

  呼吸链中磷酸化的过程，氧化与磷酸化的偶联

• P/O比

  指 一对电子 经过呼吸链传递给 1/2 O₂ 过程中 生成的ATP数目

  • NADH + H⁺ 经过呼吸链 P/O比为 2.5
  • FADH₂ 经过呼吸链 P/O比为 1.5
• ATP合成机制
  • 化学渗透假说

    质子泵造成的质子浓度梯度 使 H⁺泵出-回流，形成氧化-还原回路

  • ATP合酶（复合体V）

    回流时经过其。由F₀与F₁两部分组成。线粒体内膜表面的一层规则间隔排列的球粒状蛋白

    • F₀

      由4种不同肽链组成，形成疏水的质子通道

    • F₁

      由5种9条肽链组成，伸向基质的球状蛋白

    • 结合变换机制

      H⁺回流带动ATP合酶在三种构象间变换，使ADP与Pi结合生成ATP

• 抑制剂
  • 解偶联剂

    带回H⁺的物质

    • DNP
    • FCCP
  • 氧化磷酸化抑制剂

    作用于F₀F₁-ATP酶的物质

    • 双环己基碳二亚胺
    • 寡霉素
  • 离子载体抑制剂

    作用于离子载体的物质

    • 缬氨霉素
    • 短杆菌肽
• 穿梭途径
  • 甘油-3-磷酸穿梭途径

    在线粒体外，二羟丙酮磷酸在 3-PG脱氢酶的作用下结合NADH的H 反应为 3磷酸甘油，
    3磷酸甘油渗透进入 线粒体内膜 在 3-PG脱氢酶的作用下脱下H（由FAD结合） 反应为 二羟丙酮磷酸，二羟丙酮磷酸再渗透出去参与下一轮反应。
    

  • 苹果酸-天冬氨酸穿梭途径

    在线粒体外，草酰乙酸在 E₁的作用下结合NADH的H和H⁺ 反应为 苹果酸，
    苹果酸由P1转运进入 线粒体内 在 E₁的作用下脱下H（由NAD⁺结合） 反应为 草酰乙酸，
    随后草酰乙酸和 Glu在E₂的作用下 反应为天冬氨酸与α-KG
    α-KG经P1转运出 线粒体
    天冬氨酸经P2转运出线粒体
    随后天冬氨酸和 α-KG在E₂的作用下 反应为草酰乙酸与Glu。下一轮反应。
    

• 调控

  当ADP作为关键物质对氧化磷酸化调节时，称为呼吸控制
  ADP含量升高时，促进氧化磷酸化产生ATP
  

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考点总结及名词解释·

有待补充