生物化學(xué)課件：第八章 生物氧化1

第八章生物氧化生物氧化（biologicaloxidation）

營養(yǎng)物和生物分子在生物體內(nèi)進行的氧化還原反應(yīng)稱生物氧化。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CO2

和H2O的過程。糖脂肪蛋白質(zhì)CO2和H2OO2能量ATP熱能ADP+Pi此過程在活細胞內(nèi)進行，故又稱細胞呼吸。生物體內(nèi)物質(zhì)的氧化方式：加氧、脫氫、失電子生物氧化與體外氧化的比較在細胞內(nèi)溫和的環(huán)境中（體溫，pH接近中性）系列酶促反應(yīng)逐步進行能量逐步釋放，利用率高H2O由底物脫氫與氧結(jié)合產(chǎn)生CO2由有機酸脫羧產(chǎn)生氧化速率受生理功能需要、體內(nèi)外環(huán)境變化的調(diào)控

氧化方式相同：加氧脫氫失電子加水脫氫遵循氧化還原規(guī)律總反應(yīng)相同：耗氧量終產(chǎn)物釋放能量體外燃燒生物氧化物質(zhì)中的碳和氫直接與氧結(jié)合生成CO2和H2O；能量是驟然釋放

糖原三酯酰甘油蛋白質(zhì)

葡萄糖脂酸+甘油氨基酸乙酰CoATACNADH+H+

呼吸鏈H2OADP+PiATPCO2生物氧化的一般過程FADH2

還原性電子載體第一節(jié)

氧化呼吸鏈?zhǔn)怯删哂须娮觽鬟f功能的復(fù)合體組成生物體將NADH+H+和FADH2徹底氧化生成水和ATP的過程與細胞的呼吸有關(guān)，需要消耗氧，參與氧化還原反應(yīng)的組分由含輔助因子的多種蛋白酶復(fù)合體組成，形成一個連續(xù)的傳遞鏈，因此稱為氧化呼吸鏈。氧化呼吸鏈（oxidativerespiratorychain）遞氫體電子傳遞體組成：因為傳遞氫相當(dāng)于傳遞質(zhì)子和電子（2H=2H++2e-），所以氧化呼吸鏈也稱電子傳遞鏈。一、氧化呼吸鏈由4種具有傳遞電子能力的復(fù)合體組成氧化呼吸鏈?zhǔn)怯晌挥诰€粒體內(nèi)膜上的4種蛋白酶復(fù)合體和兩種游離成分CoQ和Cytc組成；每個酶復(fù)合體都由多種特定的酶蛋白和各自的輔助因子組成；4種酶復(fù)合體按氧化還原電位從低向高排列。人線粒體呼吸鏈復(fù)合體酶復(fù)合體酶名稱質(zhì)量(kD)多肽鏈數(shù)功能輔基含結(jié)合位點復(fù)合體ⅠNADH-泛醌還原酶85043FMNFe-SNADH(基質(zhì)側(cè))CoQ(脂質(zhì)核心）復(fù)合體Ⅱ琥珀酸-泛醌還原酶1404FADFe-S琥珀酸(基質(zhì)側(cè))CoQ(脂質(zhì)核心)復(fù)合體Ⅲ泛醌-細胞色素c還原酶25011血紅素bL、bH、c1、Fe-SCytc(膜間腔側(cè))復(fù)合體Ⅳ細胞色素c氧化酶16213血紅素a、a3、CuA、CuBCytc(膜間腔側(cè))注：輔酶Q和細胞色素c不參與酶復(fù)合體組成。呼吸鏈包含15種以上組分，主要由4種酶復(fù)合體和2種可移動電子載體構(gòu)成。其中復(fù)合體Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、輔酶Q和細胞色素C的數(shù)量比為1：2：3：7：63：9。復(fù)合體Ⅰ又稱NADH-泛醌還原酶或NADH脫氫酶;

黃素蛋白及黃素單核苷酸（FMN）輔基鐵硫蛋白及其Fe-S輔基

疏水蛋白接受來自NADH+H+的電子和氫并轉(zhuǎn)移給泛醌;復(fù)合體Ⅰ可催化兩個同時進行的過程：

電子傳遞：質(zhì)子泵：每傳遞2個電子可將4個H+從內(nèi)膜基質(zhì)側(cè)泵到胞漿側(cè)。（一）復(fù)合體Ⅰ將NADH+H+中的電子傳遞給泛醌組成組成：黃素蛋白及黃素單核苷酸（FMN）輔基；鐵硫蛋白及其Fe-S輔基；

疏水蛋白1.NAD+和NADP+NAD+和NADP+是維生素PP在體內(nèi)的活性型。NAD+：煙酰胺腺嘌呤二核苷酸，又叫CoⅠ

大部分脫氫酶的輔酶，是雙電子傳遞體；NADP+：煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，又叫CoⅡ

少數(shù)脫氫酶的輔酶，主要為合成代謝或羥化反應(yīng)提供氫。二者的加氫部位是煙酰胺部分。NAD+和NADP+的結(jié)構(gòu)R=HNAD+R=H2PO3NADP+二者的結(jié)構(gòu)區(qū)別氧化還原的位置NAD+的遞氫機制（氧化型）（還原型）NADH+H+遞氫體雙電子傳遞體2H++2e-NAD+2.FMN和FADFMN和FAD是VitB2（核黃素）的活性形式。FMN：黃素單核苷酸(Flavin

Mononucleotide)FAD：黃素腺嘌呤二核苷酸(FlavinAdenineDinucleotide)FMN和FAD中異咯嗪環(huán)可接受質(zhì)子和電子；屬于單、雙電子傳遞體核黃素、FMN、FADCH2—HCOHHCOHHCOHHCHH3CH3CNNNNHO12345678910O核黃素OHFMNFAD異咯嗪FMN的加氫和FMNH2的脫氫反應(yīng)

FMN結(jié)構(gòu)中含核黃素，發(fā)揮功能的部位是異咯嗪環(huán)，氧化還原反應(yīng)時不穩(wěn)定中間產(chǎn)物是FMN?FMNH·FMNFMNH23.鐵硫蛋白

(Iron-sulfurprotein,

Fe-S)鐵離子可與無機硫（S）原子或（和）鐵硫蛋白中Cys殘基的S原子相連，形成鐵硫中心;

鐵硫中心的鐵離子每次可傳遞一個電子，為單電子傳遞體。Fe2+Fe3++e-

4.泛醌(ubiquinone,UQ)即輔酶Q（CoenzymeQ，CoQ），是一種小分子、脂溶性醌類化合物，含有多個異戊二烯疏水側(cè)鏈；泛醌脂溶性強，能在線粒體內(nèi)膜中自由擴散；泛醌能同時傳遞氫和電子，有3種氧化還原狀態(tài)：組成：黃素蛋白及黃素單核苷酸（FMN）輔基；鐵硫蛋白及其Fe-S輔基；

疏水蛋白

復(fù)合體Ⅱ是檸檬酸循環(huán)中的琥珀酸脫氫酶，又稱琥珀酸-泛醌還原酶;由4個亞基組成：電子傳遞：琥珀酸→FAD→Fe-S→Q復(fù)合體Ⅱ沒有質(zhì)子泵的功能。（二）復(fù)合體Ⅱ?qū)㈦娮訌溺晁醾鬟f到泛醌A亞基：含底物琥珀酸結(jié)合位點和1個FAD輔基；B亞基：

含3個Fe-S輔基。C、D亞基：小疏水亞基，將復(fù)合體錨定在線粒體內(nèi)膜；C、D亞基：小疏水亞基，將復(fù)合體錨定在線粒體內(nèi)膜；A亞基：含底物琥珀酸結(jié)合位點和1個FAD輔基；B亞基：

含3個Fe-S輔基。

復(fù)合體Ⅱ?qū)㈦娮訌溺晁醾鬟f到泛醌琥珀酸延胡索酸

FADFADH22Fe2+-S2Fe3+-SQQH2（三）復(fù)合體Ⅲ將電子從還原型泛醌傳遞至細胞色素c復(fù)合體Ⅲ又稱泛醌-細胞色素C還原酶；組成：人復(fù)合體Ⅲ為二聚體，每個單體中有11個亞基，其功能區(qū)包括三部分：

Cytb（b562、b566)Cytc1

可移動的鐵硫蛋白（Rieskeironprotein）電子傳遞過程：

CoQH2→(CytbL→CytbH)→Fe-S→Cytc1→Cytc質(zhì)子泵：

每傳遞2個電子可將4個H+從內(nèi)膜基質(zhì)側(cè)泵到胞漿側(cè)。復(fù)合體Ⅲ

（泛醌-細胞色素C還原酶）(b566→b562)→Fe-S→c1QH2→→CytC人復(fù)合體Ⅲ有3個功能區(qū)：1、Cytb區(qū)：b亞基結(jié)合兩個不同的血紅素輔基，低電位的CytbL（Cytb566）和高電位的CytbH（Cytb562）。2、Cytc1區(qū)：具有球形結(jié)構(gòu)域，以疏水段錨定在線粒體內(nèi)膜。3、鐵硫蛋白區(qū)：具有球形結(jié)構(gòu)域，以疏水段錨定在線粒體內(nèi)膜。人復(fù)合體Ⅲ還有2個泛醌結(jié)合位點：線粒體內(nèi)膜胞質(zhì)側(cè)：QP位點。線粒體內(nèi)膜基質(zhì)側(cè)：QN位點。細胞色素

（Cytochrome,Cyt）是一類含血紅素樣輔基的電子傳遞蛋白；血紅素樣輔基中的鐵離子通過Fe2+Fe3++e-

反應(yīng)傳遞電子，為單電子傳遞體;

分類：根據(jù)吸收光譜及最大吸收波長不同，分為

Cyta

、Cytb

、Cytc呼吸鏈中的細胞色素：Cytb,c1,c,a,a3

。

細胞色素598-605nm556-564nm550-555nm復(fù)合體Ⅲ的電子傳遞通過“Q循環(huán)”實現(xiàn)。每2分子QH2通過Q循環(huán)，生成1分子QH2和1分子Q，并將2個電子傳給2分子cytc1,同時復(fù)合體Ⅲ向膜間隙釋放4H+。Cytc是呼吸鏈唯一水溶性球狀蛋白，不包含在復(fù)合體中，將獲得的電子傳遞到復(fù)合體Ⅳ。組成：蛋白結(jié)合的Cu可發(fā)生Cu+Cu2++e-的可逆反應(yīng)，屬單電子傳遞體；電子傳遞過程：質(zhì)子泵:每傳遞2個電子使2個H+跨內(nèi)膜向胞漿側(cè)轉(zhuǎn)移。（四）復(fù)合體Ⅳ將電子從細胞色素c傳遞給氧復(fù)合體Ⅳ(CuA中心→血紅素a→血紅素a3-CuB中心

）

CytC→→O2包含13個亞基亞基Ⅰ～Ⅲ其他10個亞基：調(diào)節(jié)作用亞基Ⅰ：含Cyta和Cyta3及1個CuB；亞基Ⅱ：含2個CuA；

亞基Ⅲ：質(zhì)子泵出。人復(fù)合體Ⅳ又稱細胞色素C氧化酶；復(fù)合體Ⅳ含4個氧化還原中心：①CuA-Cyta和Cyta3-CuB形成2個活性雙核中心；②CuA-Cyta中心將2個電子從2個Cu離子傳遞給Cyta；③Cyta3-CuB形成一個Fe-Cu中心，將2個電子傳遞給O2；④每2個電子傳遞過程使2個H+跨內(nèi)膜向胞漿側(cè)轉(zhuǎn)移。復(fù)合體Ⅳ的電子傳遞過程?O2+2H+H2O基質(zhì)側(cè)膜間腔側(cè)CuACyta—FeCuBCyta3—Fee-2×e-2×e-2×Cytc—Fe2×H+2H+2正電（P側(cè)）負(fù)電（N側(cè)）Cytaa3Cu二、NADH和FADH2是氧化呼吸鏈的電子供體（一）體內(nèi)有兩條重要的呼吸鏈1、NADH氧化呼吸鏈NADH→復(fù)合體Ⅰ→CoQ→復(fù)合體Ⅲ→Cytc→復(fù)合體Ⅳ→O22、FADH2氧化呼吸鏈（琥珀酸氧化呼吸鏈）琥珀酸→復(fù)合體Ⅱ→CoQ→復(fù)合體Ⅲ→Cytc→復(fù)合體Ⅳ→O2營養(yǎng)物質(zhì)的分解代謝過程大部分脫氫酶以NAD+、NADP+

、FMN、和FAD為輔酶接受底物脫下的成對氫，NADPH不作為呼吸鏈電子供體。目前認(rèn)為氧化呼吸鏈有兩條途徑：兩條呼吸鏈中電子傳遞順序示意圖線粒體內(nèi)膜內(nèi)膜基質(zhì)側(cè)內(nèi)膜胞液側(cè)ⅠⅡCytcⅢCoQⅣeeeeeeNADH琥珀酸O2第一條鏈第二條鏈幾種重要代謝物進入呼吸鏈的途徑蘋果酸β-羥酰CoAβ-羥丁酸谷氨酸異檸檬酸NAD+CoQ琥珀酸α磷酸甘油FAD硫辛酸丙酮酸α酮戊二酸FAD脂肪酰CoAFADFe-SFMNFe-Sb→c1→c→aa3→O2ETPETP（電子傳遞黃素蛋白，輔基FAD）多種物質(zhì)氧化脫氫：根據(jù)氧化呼吸鏈各組分的標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位排序標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位E0（單位：電壓Volts）：指的是在特定的條件下，參與氧化還原反應(yīng)組分對電子親和力的大小。電位高的組分對電子親和力強，易于接受電子。呼吸鏈中電子從電位低的組分向電位高的組分傳遞。底物存在時利用特異的抑制劑阻斷某一組分的電子傳遞阻斷部位以前的組分處于還原狀態(tài)、后面的組分處于氧化狀態(tài)。分析各組分氧化還原狀態(tài)的吸收光譜改變，確定各組分的排列順序。利用呼吸鏈各組分特有的吸收光譜以離體線粒體無氧時處于還原狀態(tài)做對照，緩慢給氧，觀察各組分氧化順序。在體外將線粒體拆開重組鑒定四種復(fù)合物的組成與排列。（二）氧化呼吸鏈各組分的順序排列是由以下實驗確定呼吸鏈中各種氧化還原對的標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位E0（V）：指的是在特定的條件下，參與氧化還原反應(yīng)的各組分對電子親和力的大小。電位高的組分對電子親和力強，易于接受電子。-------呼吸鏈中電子從電位低的組分向電位高的組分傳遞第二節(jié)

氧化磷酸化將氧化呼吸鏈釋能與ADP磷酸化偶聯(lián)生成ATP

氧化磷酸化(oxidativephosphorylation)是指代謝物脫下的氫，經(jīng)線粒體氧化呼吸鏈電子傳遞釋放能量，此釋能過程與驅(qū)動ADP磷酸化生成ATP的過程相偶聯(lián)，又稱為偶聯(lián)磷酸化。

底物水平磷酸化與脫氫反應(yīng)偶聯(lián)，直接將高能代謝物分子中的能量轉(zhuǎn)移給ADP（或GDP）,生成ATP(或GTP)的過程。體內(nèi)ATP生成的方式ADPATP磷酸甘油酸激酶1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸ADP

ATP丙酮酸激酶磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸GDPGTP琥珀酸琥珀酰CoA琥珀酰CoA合成酶一、氧化磷酸化偶聯(lián)部位在復(fù)合體Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ內(nèi)（一）P/O比值

指氧化磷酸化過程中，每消耗1/2摩爾O2所生成ATP的摩爾數(shù)。線粒體離體實驗測得的一些底物的P/O比值底物呼吸鏈的組成P/O比值可能生成的ATP數(shù)β-羥丁酸NAD+→復(fù)合體Ⅰ→CoQ→復(fù)合體Ⅲ2.52.5→Cytc→復(fù)合體Ⅳ→O2琥珀酸復(fù)合體Ⅱ→CoQ→復(fù)合體Ⅲ1.51.5→Cytc→復(fù)合體Ⅳ→O2抗壞血酸Cytc→復(fù)合體Ⅳ→O20.881細胞色素c(Fe2+)復(fù)合體Ⅳ→O20.61～0.681ATPATPATP①NADH與CoQ之間存在3個偶聯(lián)部位，P/O比值約等于2.5，即NADH氧化呼吸鏈產(chǎn)生2.5molATP。琥珀酸氧化呼吸鏈存在2個偶聯(lián)部位，P/O比值約等于1.5，即產(chǎn)生1.5molATP。②CoQ與Cytc之間③Cytc與氧之間NADHFMNQCytbc1caa3O2FADH2-0.32-0.300.040.070.220.250.290.82

-0.06（二）自由能變化(生成1molATP需30.5kJ)ΔG(kJ)ΔE(V)0.3669.50.1936.70.58112（滿足條件）電子的傳遞過程就是由低電勢向高電勢泳動的過程，而電子傳遞所釋放的電勢能就轉(zhuǎn)變?yōu)榭缇€粒體內(nèi)膜的質(zhì)子濃度梯度，驅(qū)動ATP合成。二、氧化磷酸化偶聯(lián)機制是產(chǎn)生跨線粒體內(nèi)膜的質(zhì)子梯度化學(xué)滲透假說(chemiosmotichypothesis)線粒體基質(zhì)

線粒體膜++++----H+O2H2OH+e-ADP+PiATPPeterMitchellNobelPrize1978

當(dāng)電子經(jīng)氧化呼吸鏈傳遞時釋放能量，通過復(fù)合體的質(zhì)子泵功能，可將質(zhì)子(H+)從線粒體基質(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，并儲存電子傳遞所釋放的能量。當(dāng)質(zhì)子順濃度梯度回流時驅(qū)動ADP與Pi生成ATP。ⅢⅠⅡⅣF0F1Cytc

QNADH+H+NAD+延胡索酸琥珀酸H+1/2O2+2H+H2OADP+PiATP4H+2H+4H+胞液側(cè)

基質(zhì)側(cè)++++++++++---------電子傳遞過程復(fù)合體Ⅰ(4H+)、Ⅲ(4H+)和Ⅳ(2H+)有質(zhì)子泵功能。

5252ATP合酶即復(fù)合體Ⅴ。位于線粒體內(nèi)膜的基質(zhì)側(cè)。三、質(zhì)子順濃度梯度回流釋放能量用于合成ATPFo：跨線粒體內(nèi)膜疏水蛋白含3種亞基:a、b2、c（9-12）

質(zhì)子通道內(nèi)膜基質(zhì)膜間腔Ca

εαββαδγαβbF1：含5種多肽鏈（α3β3γδε）

催化ATP合成ATP合酶（復(fù)合體V)轉(zhuǎn)子：γ、ε、c定子：α3

β3

δab2ATP合酶Fo中a亞基和c亞基結(jié)構(gòu)示意

61ATP合成的結(jié)合變構(gòu)機制β亞基的構(gòu)象：O：開放型，無活性，釋放ATPL：疏松型，無活性，結(jié)合ADP.PiT：緊密型，有活性，合成ATP轉(zhuǎn)子循環(huán)一周：生成3分子ATP生成1分子ATP:需4個H+（3個通過ATP合酶回流，1個轉(zhuǎn)運ADP、Pi、ATP）NADH:

10個H+（2.5ATP）FADH2:

6個H+（1.5ATP）F1：親水部分線粒體內(nèi)膜的基質(zhì)側(cè)催化ATP合成F0：疏水部分鑲嵌在線粒體內(nèi)膜中跨內(nèi)膜質(zhì)子通道自然界最小的旋轉(zhuǎn)發(fā)動機四、ATP在能量代謝中起核心作用

----能量的生成、儲存、轉(zhuǎn)移、利用高能磷酸鍵水解時釋放的能量大于25KJ/mol的磷酸酯鍵，常表示為

P。高能磷酸化合物水解時能釋放較大自由能的含有磷酸基的化合物?；衔铩鱃kJ/mol(kcal/mol)PEP－61.9(－14.8)氨基甲酰磷酸－51.4(－12.3)1，3-二磷酸甘油酸－49.3(－11.8)磷酸肌酸－43.1(－10.3)ATP→ADP＋Pi－30.5(－7.3)乙酰CoA－31.5(－7.5)ADP→AMP＋Pi－27.6(－6.6)PPi－27.6(－6.6)G1P－20.9(－5.0)一些重要有機磷酸化合物水解釋放的標(biāo)準(zhǔn)自由能（一）ATP是體內(nèi)能量捕獲和釋放利用的重要分子ATP是體內(nèi)最重要的高能磷酸化合物，是細胞可直接利用的能量形式；ATP在生物能學(xué)上最重要的意義在于，通過其水解反應(yīng)釋放大量自由能和需要供能的反應(yīng)偶聯(lián)，使這些反應(yīng)在生理條件下完成；

a.通過ATP使分解代謝與合成代謝緊密相連;b.ATP水解為耗能的跨膜轉(zhuǎn)運、骨骼肌收縮、蛋白構(gòu)象改變等重要生命活動提供能量。

ATP+UDPADP+UTPATP+CDPADP+CTPATP+GDPADP+GTP腺苷酸激酶的作用

ATP+AMP2ADP（二）ATP是體內(nèi)能量轉(zhuǎn)移和磷酸核苷化合物相互轉(zhuǎn)變的核心

核苷二磷酸激酶的作用（三）ATP通過轉(zhuǎn)移自身基團提供能量

丙二酰CoA

+ADP+PiATP+HCO3-+乙酰CoA乙酰CoA羧化酶GG-6-PATP

ADP己糖激酶ATP

ADPF-6-P

F-1,6-2P

磷酸果糖激酶-1磷酸肌酸(creatinephosphate,CP):是骨骼肌、心肌和腦組織中能量的一種貯存形式。（四）磷酸肌酸是高能鍵能量的儲存形式Creatinekinase,CKATPADP肌酸磷酸肌酸

氧化磷酸化底物水平磷酸化~P~P機械能(肌肉收縮)滲透能(物質(zhì)主動轉(zhuǎn)運)化學(xué)能(合成代謝)電能(生物電)熱能(維持體溫)生物體內(nèi)能量的儲存和利用都以ATP為中心人體內(nèi)ATP的來源和去路:營養(yǎng)物質(zhì)分解釋放的能量40%用于合成ATP第三節(jié)

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

ADP的調(diào)節(jié)作用是主要調(diào)節(jié)因素：［ADP］氧化磷酸化細胞內(nèi)［ADP］及ATP/ADP的比值能夠迅速感應(yīng)機體能量狀態(tài)的變化：耗能代謝途徑活躍時［ADP］ATP/ADP氧化磷酸化b.ATP和ADP的相對濃度也同時調(diào)節(jié)檸檬酸循環(huán)、糖酵解代謝途徑，以滿足氧化磷酸化對還原當(dāng)量的需求。（一）

呼吸鏈抑制劑阻斷電子傳遞過程。（二）解偶聯(lián)劑阻斷ADP的磷酸化過程。（三）ATP合酶抑制劑

同時抑制電子傳遞和ATP的生成。二、抑制劑可阻斷氧化磷酸化過程魚藤酮粉蝶霉素A異戊巴比妥×抗霉素A粘噻唑菌醇×CO、CN-、N3-及H2S×（一）各種呼吸鏈抑制劑的阻斷位點萎銹靈×抗霉素A魚藤酮粉蝶霉素A異戊巴比妥催眠、鎮(zhèn)靜、抗驚厥（小兒高熱驚厥、破傷風(fēng)驚厥、子癎、癲癇持續(xù)狀態(tài)）和麻醉前給藥抑制劑作用位點魚藤酮；粉蝶霉素A異戊巴比妥復(fù)合體ⅠFe-S

CoQ萎銹靈復(fù)合體Ⅱ抗霉素A；粘噻唑菌醇二巰基丙醇復(fù)合體ⅢCytb

CoQCN-、N3-CO及H2S復(fù)合體ⅣCyta

CuB-Cyta3Cyta3

O2各種呼吸鏈抑制劑的阻斷位點（二）解偶聯(lián)劑阻斷ADP磷酸化過程解偶聯(lián)劑使氧化與磷酸化偶聯(lián)過程脫離;(呼吸鏈的氧化作用正常進行，但ADP不能磷酸化生成ATP)

作用機制：使質(zhì)子不經(jīng)過ATP合酶回流至基質(zhì)來驅(qū)動ATP的合成，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。如：二硝基苯酚(dinitrophenol，DNP)；解偶聯(lián)蛋白(uncouplingprotein，UCP1)。解偶聯(lián)蛋白作用機制（棕色脂肪組織線粒體）ⅢⅠⅡF0F1ⅣCytcQ胞液側(cè)基質(zhì)側(cè)解偶聯(lián)蛋白熱能H+H+ADP+PiATP在內(nèi)膜上形成質(zhì)子通道，H+可經(jīng)此通道返回基質(zhì)中，同時釋放熱能。二硝基苯酚（DNP）

寡霉素(oligomycin)結(jié)合到ATP合酶的Fo單位上，從而阻止H+從Fo離子通道回流，抑制ATP生成。（三）ATP合酶抑制劑同時抑制電子傳遞和ATP的生成。膜兩側(cè)電化學(xué)梯度升高

影響質(zhì)子泵功能抑制電子傳遞寡霉素抑制劑類型電子傳遞ATP生成呼吸鏈抑制劑--解偶聯(lián)劑+-ATP合酶抑制劑--三、

甲狀腺激素可促進氧化磷酸化和產(chǎn)熱1.誘導(dǎo)Na+,K+-ATP酶合成(ATP

ADP+Pi)

2.T3

解偶聯(lián)蛋白基因表達氧化磷酸化

（耗氧,產(chǎn)熱,基礎(chǔ)代謝率增加）甲狀腺激素氧自由基基因突變影響呼吸鏈酶蛋白合成線粒體內(nèi)氧化磷酸化障礙ATP生成↓組織器官功能障礙四、線粒體DNA突可影響氧化磷酸化功能線粒體外膜通透性高、選擇性低，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)運蛋白對各種物質(zhì)的轉(zhuǎn)運。五、線粒體的內(nèi)膜選擇性協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)運氧化磷酸化相關(guān)代謝物（一）胞質(zhì)中的NADH通過穿梭機制進入線粒體氧化呼吸鏈

-磷酸甘油穿梭(

-glycerophosphateshuttle)

主要存在于腦和骨骼肌中；

1分子的NADH經(jīng)此穿梭能產(chǎn)生1.5分子ATP。2.蘋果酸-天冬氨酸穿梭(malate-asparateshuttle)

主要存在于肝、腎及心肌細胞和骨骼肌中；

1分子的NADH經(jīng)此穿梭能產(chǎn)生2.5分子ATP。

NADH+H+FADH2NAD+FAD

線粒體內(nèi)膜

線粒體外膜膜間隙

線粒體基質(zhì)α-磷酸甘油脫氫酶呼吸鏈

磷酸二羥丙酮α-磷酸甘油NADH+H+NAD+NADH+H+NAD+谷氨酸-天冬氨酸轉(zhuǎn)運體蘋果酸-α-酮戊二酸轉(zhuǎn)運體蘋果酸草酰乙酸α-酮戊二酸谷氨酸蘋果酸脫氫酶谷草轉(zhuǎn)氨酶胞液線粒體內(nèi)膜基質(zhì)呼吸鏈天冬氨酸谷氨酸α-酮戊二酸天冬氨酸蘋果酸草酰乙酸F0F1胞液側(cè)基質(zhì)側(cè)腺苷酸轉(zhuǎn)運蛋白磷酸轉(zhuǎn)運蛋白ATP4-H2OATP4-H+H+

H+H2PO4-ADP3-H+H2PO4-ADP3-ATP合酶（二）ATP-ADP轉(zhuǎn)位酶協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)運ADP進入和ATP移出線粒體第四節(jié)

其他氧化與抗氧化體系反應(yīng)活性氧類(reactiveoxygenspecies,ROS)O2e-?O-2e-+2H+H2O2e-+H+?OHH2Oe-+H+H2O反應(yīng)活性氧類一、線粒體氧化呼吸鏈也可產(chǎn)生活性氧反應(yīng)活性氧（ROS）產(chǎn)生線粒體：氧化呼吸鏈過氧化酶體：長鏈FA氧化胞液：需氧脫氫酶病理：細菌感染、缺氧外源：環(huán)境、藥物91長鏈FA(C20、C22)（過氧化酶體）脂肪酸氧化酶（FAD為輔酶）較短鏈脂酸（線粒體）β氧化2.超長碳鏈脂肪酸需先在過氧化酶體氧化成較短碳鏈脂肪酸H++O2H2O2H2OSODH2O2+O2H2O+O2過氧化氫酶SOD：超氧化物歧化酶

(superoxidedismutase)O22H++2二、抗氧化酶體系有清除ROS的功能

GPx

H2O2（ROOH）

H2O（ROH+H2O）

2G-SHG-S-S-GNADP+NADPH+H+此類酶可保護生物膜及血紅蛋白免遭損傷谷胱甘肽還原酶谷胱甘肽過氧化物酶

Glutathioneperoxidase,GPx清除過氧化氫（H2O2）和過氧化物（ROOH）三、微粒體細胞色素P450單加氧酶催化底物分子羥化RH+NADPH+H++O2ROH+NADP++H2OCytP450類固醇激素膽汁酸膽色素生物轉(zhuǎn)化：藥物、毒物、酒精混合功能氧化酶羥化酶練習(xí)與思考選擇題名詞解釋簡答題選擇題練習(xí)1、

人體活動的主要供能物質(zhì)是A.磷酸肌酸B.脂肪酸C.葡萄糖D.ATPE.GTP選擇題練習(xí)2、

下列有關(guān)呼吸鏈的敘述正確的是A.二條呼吸鏈均由四種酶蛋白復(fù)合體組成B.泛醌不是呼吸鏈中的組分C.遞氫體同時也是遞電子體D.呼吸鏈組分通常按氧化還原電位由高到低排列E.四種酶蛋白復(fù)合體均有質(zhì)子泵功能選擇題練習(xí)3、

呼吸鏈中既可以從復(fù)合體I接受電子，還可以從復(fù)合體II接受電