新存代謝與生物氧化

關于新存代謝與生物氧化第一節(jié)概述⒈定義：是活細胞進行的化學反應總稱。生物與環(huán)境進行物質(zhì)和能量交換的過程，包括合成和分解代謝。⒉特點：⑴合成與分解反應同時進行生物不斷從環(huán)境攝取物質(zhì)，轉變?yōu)樽约旱慕M分；同時，將組分或廢物分解并排出，不斷自我更新。

第2頁,共98頁，2024年2月25日，星期天⑵內(nèi)容包含物質(zhì)和能量代謝;即合成和分解兩方面將外界攝取的低能量或簡單的化合物，轉化成高能量或復雜細胞組分的過程叫合成代謝；是吸能反應。將高能量、復雜的生物物質(zhì)轉化成低能量、簡單物質(zhì)的過程叫分解代謝；是放能反應。⑶代謝間的關系合成代謝中包含有分解反應；分解代謝中也包含有合成反應，能量代謝也是如此。兩者相互聯(lián)系、相互依存、相互制約。第3頁,共98頁，2024年2月25日，星期天例如，嘌呤堿基是由CO2，Asp、甲酸、Gln、Gly為原料合成，其中PRPP+ATP+Gln磷酸核糖胺焦磷酸+Pｐi+Glu。分解產(chǎn)生的小分子物質(zhì)及釋放的能量，可作為合成反應的原料和能量。

生命的不同階段及狀態(tài)，代謝種類及形式有差異：生命萌發(fā)、發(fā)育期間以合成代謝為主；成熟期間合成與分解基本平衡；衰老及消亡期間，分解為主。第4頁,共98頁，2024年2月25日，星期天⑷新陳代謝受到嚴格調(diào)控調(diào)控方法多種，嚴格又可變，使生命高度適應環(huán)境變化。生命就是在新陳代謝中存在和發(fā)展的。⒊新陳代謝的過程分為營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收、中間代謝、廢物排泄三個階段。中間代謝就是指物質(zhì)和能量在細胞中的合成與分解。本章重點討論中間代謝。第5頁,共98頁，2024年2月25日，星期天解釋幾個概念（略）⑴同化作用：指生命體從環(huán)境中攝取物質(zhì)，經(jīng)過系列化學反應轉變?yōu)樽陨砦镔|(zhì)的過程。即從環(huán)境到體內(nèi)，由小分子合成大分子的過程，吸能，實際上就是合成代謝。⑵異化作用：指生物體內(nèi)物質(zhì)經(jīng)過系列化學反應，最終變?yōu)榕判刮锏倪^程。該過程是從體內(nèi)到環(huán)境，由大分子分解為小分子，該過程放熱，實際上就是分解代謝。第6頁,共98頁，2024年2月25日，星期天⑶呼吸商：物質(zhì)在體內(nèi)氧化分解要消耗氧，并放出CO２；將其吸收氧與放出CO２的比值稱為呼吸商（R.Q.），R.Q.=O2/CO2。呼吸商可表征不同物質(zhì)氧化分解的耗氧狀況。各種營養(yǎng)物質(zhì)C、H、O比例不同，所以耗氧量不同。如糖類R.Q.=1；脂肪R.Q.=0.7；蛋白質(zhì)R.Q.=0.8。通過R.Q.的測定，可判斷不同生理、病理情況下的能量消耗狀態(tài)。

第7頁,共98頁，2024年2月25日，星期天⑷卡價(值）：在代謝研究中，常用卡價來衡量產(chǎn)能狀況。卡價是指單位重量營養(yǎng)物氧化產(chǎn)生的總能量。1Kcal=4.18kj。實際測得；糖類為4.1；脂肪為9.4；蛋白質(zhì)為4.4。第8頁,共98頁，2024年2月25日，星期天二、新陳代謝的研究方法⒈活體內(nèi)或活體外實驗；活體實驗就是利用活的生命體進行實驗研究。即飼喂一段時間后，殺死動物，取各組織分析物質(zhì)種類或含量等。此法非常殘忍，現(xiàn)在已不多用。《保護生物多樣性國際公約》。國際上普遍承認世界衛(wèi)生組織所定義的動物有五大自由：享有不受饑渴的自由；享有生活舒適的自由；享有不受痛苦傷害和疾病威脅的自由；享有生活無恐懼和悲傷感的自由；享有表達天性的自由。第9頁,共98頁，2024年2月25日，星期天體外實驗：指利用動物組織或切片或體外培養(yǎng)細胞進行實驗以獲取相關信息的方法。體外實驗條件易控制，可多次重復。但最終應在活體內(nèi)進行驗證。第10頁,共98頁，2024年2月25日，星期天第11頁,共98頁，2024年2月25日，星期天⒉同位素示蹤法同位素是指原子序數(shù)及化學性質(zhì)相同，但中子數(shù)、質(zhì)量且核物理性質(zhì)不同的原子。例如14C，35P，32S等。放射性同位素放出特征射線，用核探測器探測。利用同位素的該性質(zhì)作為標記，制成標記化合物（如標記食物，藥物和代謝物質(zhì)等），代替相應的非標記化合物。這樣就可以用隨時追蹤它在體內(nèi)或體外的位置、數(shù)量及其轉變等。放射性同位素作為示蹤劑具有靈敏度，測量簡便易行，能準確地定量，準確地定位及符合所研究對象的生理條件等特點。

第12頁,共98頁，2024年2月25日，星期天第13頁,共98頁，2024年2月25日，星期天⒊代謝途徑阻斷利用營養(yǎng)缺陷型營養(yǎng)缺陷型菌株：野生型菌株經(jīng)過人工誘變或者自然突變失去合成某種營養(yǎng)（氨基酸，維生素，核酸等）的能力，只有在基本培養(yǎng)基中補充所缺乏的營養(yǎng)因子才能生長，成為營養(yǎng)缺陷型。藥物阻斷第14頁,共98頁，2024年2月25日，星期天第15頁,共98頁，2024年2月25日，星期天第16頁,共98頁，2024年2月25日，星期天三、生物能量代謝的基本規(guī)律服從熱力學定律注意生物體內(nèi)標準自由能變化（標準狀態(tài)指0.1Mpa、25℃、pH=7,以△G0′表示）,區(qū)別非生物體內(nèi)的標準自由能變化（△G。），G。＇=-2.303RTlgK;關于自由能公式推導等，應化專業(yè)早學過，略。體系的△G只取決于產(chǎn)物與反應物自由能的差值，而與反應歷程無關。如葡萄糖在體內(nèi)體外氧化成二氧化碳和水。第17頁,共98頁，2024年2月25日，星期天四、高能化合物與ATP高能化合物：指在生化反應中，隨水解反應或基團轉移放出大量自由能的化合物。在體內(nèi)，高能化合物多以高能磷酸化合物的形式存在，把含有5千卡/mol（

G

ˊ<-21kj/mol)以上能量的磷酸化合物稱為高能磷酸化合物。高能磷酸鍵用～P。第18頁,共98頁，2024年2月25日，星期天主要的高能磷酸化合物

磷酸烯醇式丙酮酸-61.9

葡萄糖-1-磷酸

-20.91，3-二磷酸甘油酸磷

-49.3果糖-6-磷酸

-15.9磷酸肌酸

-43.1葡萄糖-6-磷酸

-13.8乙酰磷酸

-42.3甘油-1-磷酸

-9.2磷酸精氨酸

-32.2ATP-30.5第19頁,共98頁，2024年2月25日，星期天ATP在磷酸化合物中處于中間，它在細胞的酶促磷酸基團轉移中起“共同中間體”的作用，ADP可以接受表中它以上的化合物的磷酸基團，形成ATP,ATP也可將磷酸基團轉移給它以下的受體，例如葡萄糖，形成磷酸化物。第20頁,共98頁，2024年2月25日，星期天

⒈磷氧鍵型（—O~P)(1)酰基磷酸化合物第21頁,共98頁，2024年2月25日，星期天氨?；佘账峄蛄姿岬?2頁,共98頁，2024年2月25日，星期天（2）焦磷酸化合物第23頁,共98頁，2024年2月25日，星期天（3）烯醇式磷酸化合物第24頁,共98頁，2024年2月25日，星期天⒉氮磷鍵型磷酸肌酸磷酸精氨酸10.3千卡/摩爾7.7千卡/摩爾這兩種高能化合物在生物體內(nèi)起儲存能量的作用。第25頁,共98頁，2024年2月25日，星期天ATP只是能量的攜帶者或者傳遞者,其在細胞內(nèi)的含量只能在比較短暫的時間內(nèi)供給細胞需要；不是化學能量的儲存庫。脊椎動物是以磷酸肌酸為儲存能量的“磷酸庫”，當ATP濃度高時，肌酸即通過酶的作用直接接受ATP的高能磷酸基團形成磷酸肌酸。ATP濃度低時，磷酸肌酸將高能磷酸鍵轉移給ADP。第26頁,共98頁，2024年2月25日，星期天磷酸肌酸存在于骨骼肌、平滑肌、神經(jīng)細胞等中，在肝臟及其他組織中其含量卻很少。磷酸肌酸貯能系統(tǒng)對于骨骼肌有特殊的意義，可以在幾分鐘內(nèi)保證肌肉收縮所需的化學能。細菌缺少磷酸肌酸，尚不清楚其磷酸庫。無脊椎動物則以磷酸精氨酸作為磷酸庫。

第27頁,共98頁，2024年2月25日，星期天固定化磷酸肌酸激酶合成磷酸肌酸提高肌肉力量的高能化合物，與蛋白合成激素結合使用可達到最佳效果第28頁,共98頁，2024年2月25日，星期天⒊硫酯鍵型?；o酶A腺苷-5’-磷酸硫酸第29頁,共98頁，2024年2月25日，星期天⒋甲硫鍵型S-腺苷甲硫氨酸第30頁,共98頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)、生物氧化的方式和特點指有機物在體內(nèi)或細胞內(nèi)加氧或脫氫的過程。生物氧化要吸收氧氣，放出二氧化碳，與呼吸緊密相關，因此又稱呼吸作用或細胞呼吸。一、生物氧化的方式在一系列氧化-還原酶催化下分步進行，每一步反應，都由特定的酶催化。在生物氧化中，主要包括如下幾種氧化方式。第31頁,共98頁，2024年2月25日，星期天1．脫氫氧化（1）脫氫在生物氧化中，脫氫反應占有重要地位；它是許多有機物質(zhì)氧化的重要步驟；催化脫氫反應的是各種類型的脫氫酶。第32頁,共98頁，2024年2月25日，星期天A烷基脂肪酸脫氫琥珀酸脫氫第33頁,共98頁，2024年2月25日，星期天B醛酮脫氫乳酸脫氫酶第34頁,共98頁，2024年2月25日，星期天（2）加水脫氫酶催化醛氧化成酸的反應即屬于這一類。第35頁,共98頁，2024年2月25日，星期天2．直接加氧包括：加氧酶催化加氧反應和氧化酶催化生成水的反應。加氧酶能夠催化氧分子直接加入到有機分子中。例如，甲烷單加氧酶CH4+NADH+O2

CH3-OH+NAD++H2O氧化酶催化以氧分子為電子受體的氧化反應，反應產(chǎn)物為水。各種脫氫反應中產(chǎn)生的質(zhì)子和電子，最后都是以這種形式進行氧化的。第36頁,共98頁，2024年2月25日，星期天3．生成二氧化碳（1）直接脫羧羧酸在脫羧酶的催化下，直接從分子中脫去羧基。例如氨基酸的脫羧。（2）氧化脫羧有機羧酸（主要是酮酸）在氧化脫羧酶系的催化下，在脫羧的同時，也發(fā)生氧化（脫氫）作用。例如蘋果酸的氧化脫羧生成丙酮酸。第37頁,共98頁，2024年2月25日，星期天第38頁,共98頁，2024年2月25日，星期天二、生物氧化的特點⒈在細胞內(nèi)進行，條件溫和（水溶液，pH

7和常溫）。⒉水是許多生物氧化反應的氧供體，通過加水脫氫作用直接參予氧化反應。⒊生物氧化中，碳的氧化和氫的氧化非同步進行。⒋氧化脫下的質(zhì)子和電子，通常由各種載體，如NADH等傳遞到氧并生成水。第39頁,共98頁，2024年2月25日，星期天⒌逐步釋放能量生物氧化是分步進行的，每一步都由特殊的酶催化，產(chǎn)物都可以分離出來。這種反應模式有利于在溫和的條件下釋放能量，提高能量利用率。⒍與ATP相偶聯(lián)生物氧化釋放的能量與ATP合成相偶聯(lián)，轉換成生物體能夠直接利用的生物能ATP。第40頁,共98頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)、線粒體呼吸鏈和ATP合成線粒體是生物氧化的主要場所，主要功能是將代謝物脫下的氫，通過多種酶及輔酶組成的傳遞體系進行傳遞，并最終與氧結合生成水。由供氫體、遞氫體、受氫體以及相應酶組成的這種代謝途徑稱為生物氧化還原鏈，當受氫體是氧時，稱為呼吸鏈。一、線粒體呼吸鏈的組成第41頁,共98頁，2024年2月25日，星期天第42頁,共98頁，2024年2月25日，星期天第43頁,共98頁，2024年2月25日，星期天線粒體呼吸鏈第44頁,共98頁，2024年2月25日，星期天第45頁,共98頁，2024年2月25日，星期天

還原型輔酶NADH是由NAD+接受代謝物脫氫形成的還原產(chǎn)物。NADH所攜帶的高能電子是線粒體呼吸鏈主要電子供體之一。第46頁,共98頁，2024年2月25日，星期天②鐵硫蛋白（Fe-S）是一種與電子傳遞有關的蛋白質(zhì),含有非血紅素鐵和酸不穩(wěn)定硫，鐵與肽類半胱氨酸的硫原子配位結合。它與NADH

Q還原酶結合成復合物存在。第47頁,共98頁，2024年2月25日，星期天鐵硫蛋白它的形式主要有(2Fe-2S)或(4Fe-4S)。鐵硫蛋白通過Fe3+

Fe2+

變化起傳遞電子的作用第48頁,共98頁，2024年2月25日，星期天第49頁,共98頁，2024年2月25日，星期天③NADH

Q還原酶簡寫為NADH

Q還原酶,即復合物I，催化NADH的氧化脫氫以及Q的還原。

NADH

Q還原酶NADH+Q+H+=========NAD++QH2它既是一種脫氫酶，也是一種還原酶，最少含有16個亞基，其活性部位含有輔基FMN和鐵硫蛋白。FMN接受NADH脫下來的電子和質(zhì)子，形成還原型FMNH2。還原型FMNH2進一步將電子轉移給Q。

第50頁,共98頁，2024年2月25日，星期天NADH

泛醌還原酶第51頁,共98頁，2024年2月25日，星期天④泛醌（簡寫為Q）或輔酶-Q（CoQ）：是電子傳遞鏈中唯一的非蛋白電子載體。為一種脂溶性醌類化合物。第52頁,共98頁，2024年2月25日，星期天輔酶-Q的功能Q接受電子和質(zhì)子，還原成QH2；QH2也容易給出電子和質(zhì)子，重新氧化成Q。因此，它在線粒體呼吸鏈中作為電子和質(zhì)子的傳遞體。第53頁,共98頁，2024年2月25日，星期天第54頁,共98頁，2024年2月25日，星期天

泛醌

細胞色素c還原酶簡寫為QH2-cytc還原酶,即復合物III,它是線粒體內(nèi)膜上的一種跨膜蛋白復合物，催化QH2的氧化和細胞色素c（cytc）的還原。

QH2-cytc還原酶QH2+2cytC(Fe3+)====Q+2cytc(Fe2+)+2H+QH2-cytc還原酶由9個亞基組成，活性部位主要包括細胞色素b和c1，以及鐵硫蛋白（2Fe-2S）。第55頁,共98頁，2024年2月25日，星期天細胞色素（簡寫為cyt）是含鐵的電子傳遞體，輔基為鐵卟啉的衍生物，鐵原子處于卟啉環(huán)的中心，構成血紅素。各種細胞色素的輔基結構略有不同。線粒體呼吸鏈中主要含有細胞色素a,b,c和c1等，細胞色素a,b,c可以通過它們的紫外-可見吸收光譜來鑒別。通過Fe3+

Fe2+

互變起傳遞電子的作用。第56頁,共98頁，2024年2月25日，星期天第57頁,共98頁，2024年2月25日，星期天

細胞色素c（Cytc）它是電子傳遞鏈中一個獨立的蛋白質(zhì)電子載體，位于線粒體內(nèi)膜外表，易溶于水。它與細胞色素c1含有相同的輔基，但是蛋白組成有所不同。在電子傳遞過程中，Cytc通過Fe3+

Fe2+

的互變起電子傳遞中間體作用。第58頁,共98頁，2024年2月25日，星期天第59頁,共98頁，2024年2月25日，星期天

細胞色素c氧化酶簡寫為Cytc氧化酶，即復合物IV，它是位于線粒體呼吸鏈末端的蛋白復合物，由12個亞基組成?；钚圆糠种饕–yta和a3。第60頁,共98頁，2024年2月25日，星期天第61頁,共98頁，2024年2月25日，星期天Cyta和a3組成一個復合體，除了含有鐵卟啉外，還含有銅離子，Cytaa3可以直接以O2為電子受體。在電子傳遞過程中，分子中的銅離子可以發(fā)生Cu+

Cu2+

的互變，將Cytc所攜帶的電子傳遞給O2。第62頁,共98頁，2024年2月25日，星期天第63頁,共98頁，2024年2月25日，星期天細胞色素c氧化酶第64頁,共98頁，2024年2月25日，星期天琥珀酸-Q還原酶琥珀酸是生物代謝過程（三羧酸循環(huán)）中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物，它在琥珀酸-Q還原酶（復合物II）催化下，將兩個高能電子傳遞給Q。再通過QH2-Cytc還原酶和Cytc氧化酶將電子傳遞到O2。第65頁,共98頁，2024年2月25日，星期天琥珀酸-Q還原酶也是復合物，存在于線粒體內(nèi)膜上,由4個不同的亞基組成。其活性部位含有輔基FAD和鐵硫蛋白。琥珀酸-Q還原酶的作用是催化琥珀酸的脫氫氧化和Q的還原。第66頁,共98頁，2024年2月25日，星期天第67頁,共98頁，2024年2月25日，星期天二、氧化-還原電勢與自由能的變化在生物氧化反應中，氧化與還原總是相互偶聯(lián)的。一個化合物（還原劑）失去電子，必然伴隨另一個化合物(氧化劑）接受電子。在線粒體呼吸鏈中，推動電子從NADH傳遞到O2的力量，是NAD+/NADH+H+

和1/2O2/H2O兩個半反應之間存在的巨大電勢差。第68頁,共98頁，2024年2月25日，星期天(a)?O2+2H++2e-

H2OE0’=+0.82V(b)NAD++H++2e-

NADHE0’=-0.322V將(a)減去(b)，即得(c)式：(c)?O2+NADH+2H+

H2O+NAD+△E0’=+1.14V

G

’=-nF

E0’=-2

96500

1.14=-220kJ/mol第69頁,共98頁，2024年2月25日，星期天三、電子傳遞和ATP的合成

NADH+H+或FADH2的高能電子通過線粒體呼吸鏈傳遞到O2的過程中，釋放出大量的能量。這種高能電子傳遞過程的釋能反應與ADP和磷酸合成ATP的吸能反應相偶聯(lián)，導致ATP的合成。第70頁,共98頁，2024年2月25日，星期天⒈ATP酶復合體線粒體內(nèi)膜的表面有一層規(guī)則、間隔排列著的球狀顆粒，稱為ATP酶復合體，是ATP合成的場所。第71頁,共98頁，2024年2月25日，星期天旋轉結合ADP和ATP亞基質(zhì)子控制閥門

膜連接亞基調(diào)節(jié)亞基

寡霉素敏感蛋白

第72頁,共98頁，2024年2月25日，星期天線粒體內(nèi)膜基質(zhì)側有許多球狀顆粒突起，就是ATP合成酶。其中球狀的頭與頸是F1部分，分子量為350kD～380kD，由α3、β3、γ、δ、ε等5種亞基組成，β與α亞基上有ADP和ATP結合部位；γ亞基是控制質(zhì)子通過的閘門；δ亞基使F1與膜相連，其中心部分為質(zhì)子通路；ε亞基是酶的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)，F(xiàn)0由3種不同的亞基組成，一個亞基稱為寡霉素敏感蛋白質(zhì)(OSCP)，另一個蛋白質(zhì)為分子量28kD的因子，F(xiàn)0主要構成質(zhì)子通道。第73頁,共98頁，2024年2月25日，星期天⒉ATP合成反應-氧化磷酸化生物氧化的放能反應與ADP的磷?；磻嗯悸?lián)，合成ATP的過程，稱為氧化磷酸化。根據(jù)氧化-還原電勢與自由能變化關系式，計算出在NADH氧化過程中，有三個反應的

G

’超過30.5kJ/mol。

FMNH2

Q；cytb

cytc1；

Cytaa3

O2

G

’=-55.6kJ/mol；-34.7kJ/mol；-102.1kJ/moL

三個反應分別與ADP的磷?；磻悸?lián)，產(chǎn)生3個ATP。從琥珀酸

O2只產(chǎn)生2個ATP.第74頁,共98頁，2024年2月25日，星期天ATP生成有兩種方式⑴底物水平磷酸化底物分子中的高能鍵直接轉移給ADP生成ATP，稱為底物水平磷酸化，在胞漿和線粒體中進行，包括：第75頁,共98頁，2024年2月25日，星期天⑵氧化磷酸化指呼吸鏈電子傳遞過程中偶聯(lián)ATP生成。A.氧化磷酸化偶聯(lián)部位的測定表征指標：P/0值P/0值指氧化磷酸化過程中消耗1mol原子氧所消耗的無機磷的mol數(shù)，或者說消耗1mol氧所生成的ATP的mol數(shù)。P/0值實質(zhì)上指的是呼吸過程中磷酸化的效率。第76頁,共98頁，2024年2月25日，星期天測定P/0值及偶聯(lián)部位的方法通常是：a.在一密閉的容器中加入待氧化的底物、ADP、Pi、氧飽和的緩沖液；最后加入線粒體制劑，就會發(fā)生有氧化磷酸化反應；反應終了時測定O2消耗量(可用氧電極法)和Pi消耗量(或ATP生成量)；計算出P/0值。加入不同的底物，可測得各自的P/0值，結合呼吸鏈的傳遞順序，可以分析出大致的偶聯(lián)部位。第77頁,共98頁，2024年2月25日，星期天離體線粒體的P/0比值底物呼吸鏈的組成P/0比ATP數(shù)β-羥丁酸NAD+→FMN→CoQ→Cyt→O22.4-2.83琥珀酸FAN→CoQ→Cytc→O21.72抗壞血酸Cytc→Cytaa3→O20.881細胞色素cCytaa3→O20.61-0.681第78頁,共98頁，2024年2月25日，星期天b.根據(jù)氧化還原電位計算電子傳遞釋放的能量氧化還原反應中釋放的自由能△G'O與反應底物和產(chǎn)物標準氧化還原電位差值(△E'O)之間存在下述關系：△G'O=nF△E'O式中n為氧化還原反應中電子轉移數(shù)目，F(xiàn)為法拉弟常數(shù)(23.062Kcal/mol·v，或96500庫侖/mol)。第79頁,共98頁，2024年2月25日，星期天

1molATP水解生成ADP與Pi所釋放的能量為7.3Kcal，從理論上講，凡氧化過程中釋放的能量大于7.3Kcal者，均可能生成1molATP。根據(jù)上式計算，當n=2時，△E‘O=0.1583V時可釋放7.3千卡能量，所以反應底物與生成物的標準氧化還原電位的變化大于0.1583V的部位均可能存在著一個偶聯(lián)形成ATP的機會。第80頁,共98頁，2024年2月25日，星期天呼吸鏈中電子對傳遞時自由能的變化

第81頁,共98頁，2024年2月25日，星期天呼吸鏈磷酸化的全過程可用下述方程式表示

NADH+H++3ADP+3Pi+1/2O2→NAD++3ATP+4H2O

FADH2+2ADP+2Pi+1/2O2→FAD+2ATP+3H2O第82頁,共98頁，2024年2月25日，星期天⑶偶聯(lián)機制化學滲透學說化學滲透假說的要點是：a.線粒體內(nèi)膜的電子傳遞鏈是一個質(zhì)子泵；b.在電子傳遞鏈中，電子由高能狀態(tài)傳遞到低能狀態(tài)時釋放出來的能量，用于驅(qū)動膜內(nèi)側的H+遷移到膜外側（膜對H+是不通透的）。這樣，在膜的內(nèi)側與外側就產(chǎn)生了跨膜質(zhì)子梯度(

pH)和電位梯度（

）；第83頁,共98頁，2024年2月25日，星期天第84頁,共98頁，2024年2月25日，星期天膜外側pH較膜基質(zhì)pH約低1.0單位，因此，底物氧化釋放的自由能就儲存于△ψ和△pH中，若以△P表示總的質(zhì)子移動力，那么三者的關系為：△P=△ψ-59△pHc.在膜內(nèi)外勢能差（

pH和

）的驅(qū)動下，膜外高能質(zhì)子沿著一個特殊通道（ATP酶的組成部分），跨膜回到膜內(nèi)側。質(zhì)子跨膜過程中釋放的能量，直接驅(qū)動ADP和磷酸合成ATP。第85頁,共98頁，2024年2月25日，星期天第86頁,共98頁，2024年2月25日，星期天⒋氧化磷酸化抑制劑(略）氧化磷酸化抑制劑可分為三類，即呼吸抑制劑、磷酸化抑制劑和解偶聯(lián)劑。⑴呼吸抑制劑抑制呼吸鏈的電子傳遞，即抑制氧化。呼吸鏈某一特定部位被抑制后，其底物一側均為還原狀態(tài)，其氧一側均為氧化態(tài)。第87頁,共98頁，2024年2月25日，星期天重要的呼吸抑制劑有魚藤酮(rotenone)系從植物中分離到的呼吸抑制劑，專一抑制NADH→CoQ的電子傳遞?？姑顾谹(actinomycinA)由霉菌中分離得到，專一抑制CoQ→Cytc的電子傳遞。

CN、CO、NaN3和H2S均抑制細胞色素氧化酶。第88頁,共98頁，2024年2月25日，星期天⑵磷酸化抑制劑（略）抑制ATP合成，通過抑制磷酸化而抑制氧化。寡霉素可與F0的OSCP結合，阻塞氫離子通道，從而抑制ATP合成。二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)可與F0的DCC結合蛋白結合，阻斷H+通道，抑制ATP合成。櫟（li)皮酮直接抑制參與ATP合成的ATP酶。第89頁,共98頁，2024年2月25日，星期天⑶解偶聯(lián)劑（略）解偶聯(lián)劑使氧化和磷酸化脫偶聯(lián)，氧化可以繼續(xù)進行，但無磷酸化發(fā)生。解偶聯(lián)劑的本質(zhì)是增大線粒體內(nèi)膜對H+的通透性，消除H+的跨膜梯度，因而無ATP生成，解偶聯(lián)劑只影響氧化磷酸化而不干擾底物水平磷酸化，使氧化釋放出來的能量全部以熱的形式散發(fā)。第90頁,共98頁，2024年2月25日，星期天常用的解偶聯(lián)劑有2，4-二硝基酚(DNP)，羰基-氰-對-三氟甲氧基苯肼(FCCP)