第六章生物氧化本科2013級cyf-2

1、第六章第六章生物氧化Biological Oxidation授課教師：程遠芳授課教師：程遠芳電話電話: : 郵箱：郵箱： 生物化學(xué)與分子生物學(xué)教研室生物化學(xué)與分子生物學(xué)教研室什么是生物氧化？物質(zhì)在生物體內(nèi)進行氧化分解并釋放能量的過物質(zhì)在生物體內(nèi)進行氧化分解并釋放能量的過程稱生物氧化程稱生物氧化(biological oxidation)，主要指糖、，主要指糖、脂肪、蛋白質(zhì)等在體內(nèi)分解時逐步釋放能量，最終脂肪、蛋白質(zhì)等在體內(nèi)分解時逐步釋放能量，最終生成生成CO2 和和 H2O的過程。的過程。 細胞呼吸細胞呼吸糖糖 脂肪脂肪 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) CO2和和H2O O2能量能量ADP+PiATP熱能熱能糖

2、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第一階段：乙酰 CoA的生成 第二階段：三羧酸循環(huán)第三階段：氧化呼吸鏈 氧化磷酸化n氧化呼吸鏈定義氧化呼吸鏈定義指線粒體內(nèi)膜上按一定順指線粒體內(nèi)膜上按一定順序排列的、一系列具有電子傳遞序排列的、一系列具有電子傳遞功能的酶和輔酶，稱為氧化呼吸功能的酶和輔酶，稱為氧化呼吸鏈鏈(oxidative respiratory c h a i n ) ， 又 稱 電 子 傳 遞 鏈， 又 稱 電 子 傳 遞 鏈(electron transf

3、er chain)。可通過連鎖的氧化還原反可通過連鎖的氧化還原反應(yīng)，將代謝物脫下的成對的氫原應(yīng)，將代謝物脫下的成對的氫原子子(H+e)逐步傳遞，最終傳遞逐步傳遞，最終傳遞給氧生成水、同時釋放能量。給氧生成水、同時釋放能量。遞氫體：傳遞氫的酶或者遞氫體：傳遞氫的酶或者 輔酶輔酶電子傳遞體：傳遞電子的電子傳遞體：傳遞電子的 酶或者輔酶酶或者輔酶遞氫也需傳遞電子遞氫也需傳遞電子 （2H 2H+ + 2e）輔酶輔酶Q Q 四個酶復(fù)合體：復(fù)合體四個酶復(fù)合體：復(fù)合體IIV兩個可靈活移動的成分：泛醌（輔酶兩個可靈活移動的成分：泛醌（輔酶Q）和）和細細 胞色素胞色素C（ CytC），是兩種獨立的電子傳遞體），

4、是兩種獨立的電子傳遞體氧化呼吸鏈的組成及其功能氧化呼吸鏈的組成及其功能n組成組成復(fù)合體復(fù)合體復(fù)合體復(fù)合體復(fù)合體復(fù)合體復(fù)合體復(fù)合體體內(nèi)兩條氧化呼吸鏈體內(nèi)兩條氧化呼吸鏈根據(jù)代謝物上脫下的氫的初始受體不同根據(jù)代謝物上脫下的氫的初始受體不同, ,即代謝物脫氫即代謝物脫氫酶的輔酶不同區(qū)分出兩種典型的呼吸鏈酶的輔酶不同區(qū)分出兩種典型的呼吸鏈呼吸鏈各組分間電子呼吸鏈各組分間電子傳遞的分子基礎(chǔ)是什傳遞的分子基礎(chǔ)是什么？么？ 電子傳遞體氧化還原態(tài)轉(zhuǎn)變電子傳遞體氧化還原態(tài)轉(zhuǎn)變煙酰胺脫氫酶類（煙酰胺脫氫酶類（NAD+NAD+、NADP+NADP+）：遞氫體）：遞氫體 黃素蛋白類（黃素蛋白類（FMNFMN、FADFA

5、D）：遞氫體）：遞氫體 泛醌（泛醌（Q Q，CoQCoQ）：遞氫體）：遞氫體 鐵硫蛋白（鐵硫蛋白（Fe-SFe-S）：遞電子體）：遞電子體細胞色素類（細胞色素類（Cyt.Cyt.）：遞電子體）：遞電子體 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) + + + + + + + + + + - - - - - - - - - 電子傳遞過程復(fù)合體電子傳遞過程復(fù)合體 (4H+) 、 (4 H+)和和 (2H+)有質(zhì)子泵功能。有質(zhì)子泵功能。 電化學(xué)梯度的出

6、現(xiàn)與電化學(xué)梯度的出現(xiàn)與ATPATP的合成的合成 有關(guān)系嗎？有關(guān)系嗎？ATP的生成、儲存和利用的生成、儲存和利用第三節(jié)第三節(jié)NOCH2OOHOHNNNNH2POOHOPOOHOPOOHOH ATPATP是能量的載體是能量的載體ATPATP是機體各種生理活動的直接能量是機體各種生理活動的直接能量供應(yīng)者供應(yīng)者 “ “能量貨幣能量貨幣”高能磷酸鍵：一般將水解或基團轉(zhuǎn)移時，高能磷酸鍵：一般將水解或基團轉(zhuǎn)移時，能釋放出能釋放出20.9kJ/mol以上能量的化學(xué)鍵稱為以上能量的化學(xué)鍵稱為高能鍵。高能鍵常用高能鍵。高能鍵常用“”符號表示。符號表示。如ATP中磷酸鍵水解（產(chǎn)物為ADP）釋放出的能量為30.5kj

7、/mol，大于20.9kj/mol，水解水解OHOHHHOHNNNNNH2HCH2OPiPi PiCH2OPiHNNNNNH2OHHHHOHOPiATPADP12 高能化合物的種類高能化合物的種類 通式通式 舉例舉例 釋放能量（釋放能量（PH7.0, 25） ( kJ/mol (kcal/mol ) 高能鍵符號：高能鍵符號： “ ”二、二、ATP的儲存和利用（的儲存和利用（P184）磷酸肌酸作為需能較多的骨骼肌和腦磷酸肌酸作為需能較多的骨骼肌和腦組織中能量的一種貯存形式。組織中能量的一種貯存形式。ATPATP的儲存的儲存心肌既不能大量儲存脂肪和糖原，也不能儲存很多磷酸肌酸，心肌既不能大量儲存脂

8、肪和糖原，也不能儲存很多磷酸肌酸，一旦心肌缺氧，易心肌壞死，發(fā)生心梗一旦心肌缺氧，易心肌壞死，發(fā)生心梗ATPATP的轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)變糖原合成：糖原合成：UTP、磷脂合成：、磷脂合成：CTP、蛋白質(zhì)合成：、蛋白質(zhì)合成：GTPNMP NDP NTP 核苷單磷酸激酶核苷單磷酸激酶 核苷二磷酸激酶核苷二磷酸激酶ATPADPATPADP 總結(jié)：ATP的生成和利用ATP ADP 肌酸肌酸 磷酸磷酸肌酸肌酸 氧化磷酸化氧化磷酸化 底物水平磷酸化底物水平磷酸化 機械能機械能( (肌肉收縮肌肉收縮) )滲透能滲透能( (物質(zhì)主動轉(zhuǎn)運物質(zhì)主動轉(zhuǎn)運) ) 化學(xué)能化學(xué)能( (合成代謝合成代謝) )電能電能( (生物電生物電

9、) )熱能熱能( (維持體溫維持體溫) )生物體內(nèi)能量的儲存和生物體內(nèi)能量的儲存和利用都以利用都以ATP為中心。為中心。 底物水平磷酸化底物水平磷酸化 氧化磷酸化氧化磷酸化三、三、ATP的生成方式（的生成方式（P179）（一）底物水平磷酸化（一）底物水平磷酸化 底物水平磷酸化底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation) (substrate level phosphorylation) ：是指代謝物在氧化分解過程中，因脫氫或脫水而是指代謝物在氧化分解過程中，因脫氫或脫水而引起分子內(nèi)能量重新分布，產(chǎn)生高能鍵，然后直引起分子內(nèi)能量重新分布，產(chǎn)生高能鍵，然后直接將

10、代謝物分子中的高能鍵轉(zhuǎn)移給接將代謝物分子中的高能鍵轉(zhuǎn)移給ADPADP（或（或GDPGDP）生成）生成ATP(ATP(或或GTP)GTP)的反應(yīng)過程。的反應(yīng)過程。人體內(nèi)發(fā)生的底物水平磷酸化反應(yīng)僅有人體內(nèi)發(fā)生的底物水平磷酸化反應(yīng)僅有3 3個！個！ 181. 11. 1，3- 3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3- 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸ADPATP3- 3-磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶2. 2. 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸ADPATP丙酮酸丙酮酸丙酮酸激酶丙酮酸激酶3. 3. 琥珀酸單酰琥珀酸單酰CoA CoA 琥珀酸琥珀酸 + CoASH + CoASHGDP H3PO4GTPADP ATP

11、 糖的氧化分解過程中三次底物水平磷酸化糖的氧化分解過程中三次底物水平磷酸化琥珀酰琥珀酰CoACoA合成酶合成酶+ HPO4H2NAD+NADH+H+3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛脫氫酶脫氫酶ADPATP磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶H2O烯醇化酶烯醇化酶ADPATP丙酮酸激酶丙酮酸激酶（二）氧化磷酸化（二）氧化磷酸化 氧化磷酸化氧化磷酸化 (oxidative phosphorylation) (oxidative phosphorylation)： 指代謝底物在生物氧化中脫掉的氫，經(jīng)呼吸鏈指代謝底物在生物氧化中脫掉的氫，經(jīng)呼吸鏈傳遞給氧化合生成水的過程中偶聯(lián)傳遞給氧化合生成水的過程中偶聯(lián)ADPADP

12、磷酸化生磷酸化生成成ATPATP，又稱為偶聯(lián)磷酸化。，又稱為偶聯(lián)磷酸化。呼吸鏈呼吸鏈線粒體內(nèi)重要代謝物脫氫氧化的途徑NADHFMN（Fe-S） c1 caa3O2 FAD（Fe-S） 琥珀酸 -磷酸甘油CoQCyt b蘋果酸 -羥脂酰CoA -羥丁酸異檸檬酸谷氨酸FAD硫辛酸 丙酮酸 -酮戊二酸FAD 脂酰CoA氧化呼吸鏈的電子傳遞鏈是如何與氧化呼吸鏈的電子傳遞鏈是如何與ATP的生成的生成偶聯(lián)在一起的？偶聯(lián)在一起的？(P103-104)脫氫酶復(fù)合體丙酮酸丙酮酸-酮戊二酸酮戊二酸 氧化磷酸化偶聯(lián)機制氧化磷酸化偶聯(lián)機制構(gòu)象偶聯(lián)假說、化學(xué)偶聯(lián)假說、化學(xué)滲透構(gòu)象偶聯(lián)假說、化學(xué)偶聯(lián)假說、化學(xué)滲透假說假說

13、 化學(xué)滲透假說化學(xué)滲透假說(chemiosmotic hypothesis)(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+)(H+)從線粒從線粒體內(nèi)膜的基質(zhì)側(cè)泵到內(nèi)膜胞漿側(cè)，而線粒體體內(nèi)膜的基質(zhì)側(cè)泵到內(nèi)膜胞漿側(cè)，而線粒體內(nèi)膜不允許質(zhì)子回流，由此產(chǎn)生膜內(nèi)外質(zhì)子內(nèi)膜不允許質(zhì)子回流，由此產(chǎn)生膜內(nèi)外質(zhì)子電化學(xué)梯度電化學(xué)梯度(H+(H+濃度梯度和跨膜電位差濃度梯度和跨膜電位差) )儲存儲存能量。當質(zhì)子順濃度梯度通過能量。當質(zhì)子順濃度梯度通過ATPATP酶回流時酶回流時驅(qū)動驅(qū)動ADPADP與與H3PO4H3PO4生成生成ATPATP。每生

14、成每生成1 1個個ATPATP需要需要4 4個個H+H+通過通過ATPATP合酶返回線粒體基質(zhì)合酶返回線粒體基質(zhì) 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 H+ H+ H+ 胞液側(cè)胞液側(cè) 基質(zhì)側(cè)基質(zhì)側(cè) + + + + + + + + + + - - - - - - - - - 化學(xué)滲透假說示意圖化學(xué)滲透假說示意圖質(zhì)子電化學(xué)梯度質(zhì)子電化學(xué)梯度(H+(H+濃度梯度和跨膜電位差濃度梯度和跨膜電位差) )還原當量還原當量NADH、FADH2是如何過呼是如何過呼吸鏈與氧結(jié)合最終生成水？吸鏈與氧結(jié)合最終生成

15、水？氧化呼吸鏈的電子傳遞鏈是如何氧化呼吸鏈的電子傳遞鏈是如何與與ATP的生成偶聯(lián)在一起的？的生成偶聯(lián)在一起的？如何確定偶聯(lián)部位？如何確定偶聯(lián)部位？ 根據(jù)根據(jù)P/O比值比值 氧化還原電位（自由能變化）氧化還原電位（自由能變化）: G=-nFE 氧化磷酸化偶聯(lián)部位：復(fù)合體氧化磷酸化偶聯(lián)部位：復(fù)合體、ATPATP ATPNADH復(fù)合體復(fù)合體琥珀酸琥珀酸復(fù)合體復(fù)合體CoQ復(fù)合體復(fù)合體復(fù)合體復(fù)合體O2Cyt c氧化磷酸化偶聯(lián)部位氧化磷酸化偶聯(lián)部位底底 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 2.5Cytc復(fù)復(fù)

16、合合體體O2琥琥珀珀酸酸復(fù)復(fù)合合體體CoQ復(fù)復(fù)合合體體1.5 1.5Cytc復(fù)復(fù)合合體體O2抗抗壞壞血血酸酸Cytc復(fù)復(fù)合合體體O20.88 1細細胞胞色色素素c (Fe2+) 復(fù)復(fù)合合體體O20.61 -0.68 1（1）P/O 比值比值指氧化磷酸化過程中，每消耗一個氧原子所消指氧化磷酸化過程中，每消耗一個氧原子所消耗的無機磷的原子數(shù)，（或生成耗的無機磷的原子數(shù)，（或生成ATP的分子數(shù)）。的分子數(shù)）。 離體線粒體的離體線粒體的P/O比值比值NADH復(fù)合體復(fù)合體琥珀酸琥珀酸復(fù)合體復(fù)合體CoQ復(fù)合體復(fù)合體復(fù)合體復(fù)合體O2Cyt c2 2、自由能變化、自由能變化-0.4-0.2+0.4+0.2E0

17、 0+0.6+0.801020304050NADHFMNCoQ-50.24kJ/molCytbCytc1-41.78kJ/molCytcCytaa3O2-100.48kJ/mol 釋放的自由能釋放的自由能30.57kJ/mol的步的步驟上就有可能生驟上就有可能生成成ATP。呼吸鏈組分按氧化還原電位由低向高的方向排列電子逐級傳遞、能量逐漸釋放ADP+Pi ATP30.57kJ/mol氧化磷酸化偶聯(lián)部位：復(fù)合體氧化磷酸化偶聯(lián)部位：復(fù)合體、ATPATP ATPNADH復(fù)合體復(fù)合體琥珀酸琥珀酸復(fù)合體復(fù)合體CoQ復(fù)合體復(fù)合體復(fù)合體復(fù)合體O2Cyt c NADH呼吸鏈有呼吸鏈有3個偶聯(lián)部位，個偶聯(lián)部位，

18、P/O=2.5，即生成，即生成2.5molATP。 FADH2呼吸鏈有呼吸鏈有2個偶聯(lián)部位，個偶聯(lián)部位， P/O=1.5，即生成，即生成1.5molATP。F1：親水部分：親水部分 ：線粒體內(nèi)膜：線粒體內(nèi)膜的基質(zhì)側(cè)顆粒狀突起，的基質(zhì)側(cè)顆粒狀突起，（33亞基復(fù)合體，亞基復(fù)合體，OSCP、IF1 亞基），催亞基），催化化ATP合成。合成。 F0：疏水部分：鑲嵌在線粒：疏水部分：鑲嵌在線粒體內(nèi)膜中，（體內(nèi)膜中，（ab2c912亞基）形成跨內(nèi)膜質(zhì)子亞基）形成跨內(nèi)膜質(zhì)子通道通道 。利用呼吸鏈所釋放的能量催化利用呼吸鏈所釋放的能量催化ADP與與Pi生成生成ATP的酶的酶 ATP合酶合酶(1)ATP(1)A

19、TP合酶的組成及功能合酶的組成及功能F1：親水部分：親水部分 ：線粒體：線粒體內(nèi)膜的基質(zhì)側(cè)顆粒內(nèi)膜的基質(zhì)側(cè)顆粒狀突起，催化狀突起，催化ATP合成。合成。 F0：疏水部分：鑲嵌在：疏水部分：鑲嵌在線粒體內(nèi)膜中，形線粒體內(nèi)膜中，形成跨內(nèi)膜質(zhì)子通道成跨內(nèi)膜質(zhì)子通道 。利用呼吸鏈所釋放的能量催化利用呼吸鏈所釋放的能量催化ADP與與Pi生成生成ATP的酶的酶 ATP合酶合酶(1)ATP(1)ATP合酶的組成及功能合酶的組成及功能定子部分定子部分 ：F1的的33、亞基以亞基以及及F0的的a、b2亞基。亞基。 轉(zhuǎn)子部分：轉(zhuǎn)子部分：F1的的亞基以及亞基以及F0的的c亞基環(huán)。亞基環(huán)。 （2 2）ATPATP合酶

20、的工作機制：（發(fā)動機樣結(jié)構(gòu)）合酶的工作機制：（發(fā)動機樣結(jié)構(gòu)）當質(zhì)子順梯度回流時，轉(zhuǎn)子部分能相對于定子部分旋轉(zhuǎn)，當質(zhì)子順梯度回流時，轉(zhuǎn)子部分能相對于定子部分旋轉(zhuǎn)，是是ATP合酶利用釋放的能量合成合酶利用釋放的能量合成ATP。 ATP合酶合酶當當H+順濃度遞度經(jīng)順濃度遞度經(jīng)F0中中a亞基和亞基和c亞基亞基之間回流時，之間回流時，亞基發(fā)生旋轉(zhuǎn)，亞基發(fā)生旋轉(zhuǎn)，3個個亞基的亞基的構(gòu)象發(fā)生改變。構(gòu)象發(fā)生改變。nATP合成的結(jié)合變構(gòu)機制合成的結(jié)合變構(gòu)機制n (binding change mechanism) :調(diào)節(jié)亞基調(diào)節(jié)亞基 :催化亞基催化亞基 a、c: H+通道通道 二、氧化磷化線粒體內(nèi)膜胞漿側(cè)的質(zhì)子

21、是如何通過線粒體內(nèi)膜胞漿側(cè)的質(zhì)子是如何通過ATPATP合酶回流的合酶回流的? ? ATP合酶合酶F0的的a亞基有亞基有2個質(zhì)子半通道，分別開口內(nèi)膜兩側(cè)，并對應(yīng)個質(zhì)子半通道，分別開口內(nèi)膜兩側(cè)，并對應(yīng)一個一個c亞基相互作用，質(zhì)子順濃度梯度回流時，結(jié)合亞基相互作用，質(zhì)子順濃度梯度回流時，結(jié)合c亞基，亞基，旋轉(zhuǎn)至另一半通道從基質(zhì)側(cè)排出。旋轉(zhuǎn)至另一半通道從基質(zhì)側(cè)排出。 二、氧化磷酸化質(zhì)子它的回流又是如何驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的質(zhì)子它的回流又是如何驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的? ? ATP合酶合酶當質(zhì)子順梯度從當質(zhì)子順梯度從a亞基計入半通道，使對應(yīng)亞基計入半通道，使對應(yīng)C亞基所帶負電荷被亞基所帶負電荷被中和，中和，C亞基能與疏水

22、內(nèi)膜相互接觸發(fā)生轉(zhuǎn)動，各環(huán)依次進行亞基能與疏水內(nèi)膜相互接觸發(fā)生轉(zhuǎn)動，各環(huán)依次進行上述循環(huán)，導(dǎo)致上述循環(huán)，導(dǎo)致C環(huán)和環(huán)和亞基轉(zhuǎn)動亞基轉(zhuǎn)動 二、氧化磷酸化轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)又是怎樣與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)又是怎樣與ATPATP合成聯(lián)系在一起的合成聯(lián)系在一起的? ? ATP合酶合酶在轉(zhuǎn)動中，在轉(zhuǎn)動中，與與亞基間相亞基間相互作用發(fā)生周互作用發(fā)生周期變化，使期變化，使亞基活性中心亞基活性中心構(gòu)象循環(huán)改變。構(gòu)象循環(huán)改變。亞基為亞基為ATP合酶催化部位合酶催化部位當當H+順濃度遞度經(jīng)順濃度遞度經(jīng)F0中中a亞基和亞基和c亞基亞基之間回流時，之間回流時，亞基發(fā)生旋轉(zhuǎn)，亞基發(fā)生旋轉(zhuǎn)，3個個亞基的亞基的構(gòu)象發(fā)生改變。構(gòu)象發(fā)生改變。nA

23、TP合成的結(jié)合變構(gòu)機制合成的結(jié)合變構(gòu)機制n (binding change mechanism) :調(diào)節(jié)亞基調(diào)節(jié)亞基 :催化亞基催化亞基 a、c: H+通道通道ATP合酶的工作機制催化亞單位的三種構(gòu)象改變：催化亞單位的三種構(gòu)象改變：L 疏松型疏松型 結(jié)合結(jié)合ADP+PiT 緊密型緊密型生成生成ATPO 開放型開放型 釋放釋放ATP開放型開放型(O)：對底物親：對底物親和力低，釋放合成的和力低，釋放合成的ATP疏松型疏松型(L):可疏松結(jié)可疏松結(jié)合合ADP和和H3PO4，無，無催化活性催化活性緊密型緊密型(T)：與底物結(jié)：與底物結(jié)合緊密，有催化活性合緊密，有催化活性 F0 F1 Cyt c Q

24、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) + + + + + + + + + + - - - - - - - - - 復(fù)合體復(fù)合體 (4H+) 、 (4 H+)和和 (2H+)有質(zhì)子泵功有質(zhì)子泵功能能 小結(jié)小結(jié) 影響氧化磷酸化的因素影響氧化磷酸化的因素(1)ADP(1)ADP和和ATPATP濃度的調(diào)節(jié)濃度的調(diào)節(jié)(2)(2)激素的調(diào)節(jié)激素的調(diào)節(jié)(3)(3)線粒體線粒體DNADNA突變突變(4)(4)氧化磷酸化抑制劑氧化磷酸化抑制劑 影響氧化磷酸化的因素影響氧化磷酸化的因素(

25、1)ADP(1)ADP和和ATPATP濃度的調(diào)節(jié)濃度的調(diào)節(jié)是主要調(diào)節(jié)因素。是主要調(diào)節(jié)因素。ADPADP，ADP/ATPADP/ATP、氧化磷酸化、氧化磷酸化(2)(2)甲狀腺激素可促進氧化磷酸化和產(chǎn)熱甲狀腺激素可促進氧化磷酸化和產(chǎn)熱甲狀腺素活化甲狀腺素活化Na+,K+ATPNa+,K+ATP酶，酶，ATPATP分解分解，ADPADP解偶聯(lián)蛋白基因表達解偶聯(lián)蛋白基因表達,物質(zhì)氧化產(chǎn)能物質(zhì)氧化產(chǎn)能，放熱，放熱，ATPATP合成減少，機體耗氧量和產(chǎn)熱合成減少，機體耗氧量和產(chǎn)熱，所以甲亢患者基礎(chǔ)代謝率增高所以甲亢患者基礎(chǔ)代謝率增高(3)(3)線粒體線粒體DNADNA突變突變與線粒體與線粒體DNADNA

26、病及衰老有關(guān)病及衰老有關(guān) 影響氧化磷酸化的因素影響氧化磷酸化的因素(4)(4)氧化磷酸化抑制劑氧化磷酸化抑制劑1.電子傳遞抑制劑 2. 解偶聯(lián)劑3. ATP合酶抑制劑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-及及H2S各種呼吸鏈抑制劑的阻斷位點各種呼吸鏈抑制劑的阻斷位點萎銹靈萎銹靈1.電子傳遞抑制劑 阻斷呼吸鏈中某些部位電子傳遞阻斷呼吸鏈中某些部位電子傳遞 三、影響因素u解偶聯(lián)劑解偶聯(lián)劑(uncoupler)(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，基本作用機制是破壞電子傳遞聯(lián)相互分離，基

27、本作用機制是破壞電子傳遞過程建立的跨內(nèi)膜的質(zhì)子電化學(xué)梯度，使電過程建立的跨內(nèi)膜的質(zhì)子電化學(xué)梯度，使電化學(xué)梯度儲存的能量以熱能形式釋放，化學(xué)梯度儲存的能量以熱能形式釋放，ATPATP的生成受到抑制。的生成受到抑制。 u如：二硝基苯酚如：二硝基苯酚(dinitrophenol, DNP) (dinitrophenol, DNP) ；解偶；解偶聯(lián)蛋白聯(lián)蛋白(uncoupling protein(uncoupling protein，UCP1)UCP1)。2. 解偶聯(lián)劑解偶聯(lián)劑破壞電子傳遞建立的跨膜質(zhì)子電化學(xué)梯度解偶聯(lián)劑破壞電子傳遞建立的跨膜質(zhì)子電化學(xué)梯度 F0 F1 Cyt c Q NADH+H+

28、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) + + + + + + + + + + - - - - - - - - - 二硝基苯酚作用機制二硝基苯酚作用機制H+H+ 三、影響因素解偶聯(lián)蛋白作用機制（棕色脂肪組織線粒體）解偶聯(lián)蛋白作用機制（棕色脂肪組織線粒體） F0 F1 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 H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ ADP+Pi ATP 三、影響因素新生兒硬腫癥臨床表現(xiàn)：不吃，不哭，不動，不升。體征：體溫

29、低皮膚變硬 三、影響因素u寡霉素寡霉素(oligomycin)(oligomycin)可結(jié)合可結(jié)合F0F0單位；單位；u二環(huán)己基碳二亞胺二環(huán)己基碳二亞胺(dicyclohexyl carbodiimide, (dicyclohexyl carbodiimide, DCCD)DCCD)共價結(jié)合共價結(jié)合F0F0的的c c亞基亞基谷氨酸殘基。谷氨酸殘基。3. ATP合酶抑制劑同時影響電子傳遞和同時影響電子傳遞和ADP磷酸化為磷酸化為ATP化學(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u胞漿中胞漿中NADHNADH是如何是如何進入線粒體氧化呼吸鏈進入線粒體氧化

30、呼吸鏈的？的？u ADP ADP是如何進入線粒是如何進入線粒體內(nèi)的？體內(nèi)的？ATPATP又是如何又是如何移出線粒體的？移出線粒體的？四、線粒體內(nèi)膜度物質(zhì)的轉(zhuǎn)運四、線粒體內(nèi)膜度物質(zhì)的轉(zhuǎn)運 胞質(zhì)中胞質(zhì)中NADH的氧化的氧化 ADP和和ATP的轉(zhuǎn)運的轉(zhuǎn)運四、線粒體內(nèi)膜度物質(zhì)的轉(zhuǎn)運四、線粒體內(nèi)膜度物質(zhì)的轉(zhuǎn)運（一）胞質(zhì)中（一）胞質(zhì)中NADH通過穿梭機制進入線粒體通過穿梭機制進入線粒體氧化呼吸鏈氧化呼吸鏈胞質(zhì)中胞質(zhì)中NADH必須經(jīng)一定穿梭機制進入線粒體，必須經(jīng)一定穿梭機制進入線粒體，再經(jīng)呼吸鏈進行氧化磷酸化。再經(jīng)呼吸鏈進行氧化磷酸化。- -磷酸甘油穿梭磷酸甘油穿梭(-glycerophosphate shuttle)(-glycerophosphate shuttle)蘋果酸蘋果酸- -天冬氨酸穿梭天冬氨酸穿梭 (malate-asparate shuttle) (malate-asparate shuttle)n轉(zhuǎn)運機制：轉(zhuǎn)運機制： NADH+H+ FADH2 NAD+ FAD 線粒體