生物化学复习总结之呼吸链.ppt

生物化学复习总结之 呼吸链（电子传递链） 电子传递链 (electron transfer chain) 电子传递（electron transfer): 底物脱下的氢和电子经过系列载体的序列氧化还原反应，最终把电子和氢质子传递给受体的过程，称之为电子传递。 电子传递链（electron transfer chain): 由一系列递氢体和递电子体组成的氧化还原反应链，称之为电子传递链。参与底物氧化的电子传递链也叫做呼吸链（respiration chain)。 递氢体：电子传递链中同时参与传递H＋与电子的辅酶或辅基。 递电子体：电子传递链中参与传递电子的辅酶或辅基。 呼吸链的组分 NAD+及与NAD+偶联的脱氢酶 NAD+是一种流动的电子传递体。 黄素及与黄素偶联的脱氢酶 辅酶Q 属于一种流动的电子传递体。 铁硫蛋白 细胞色素 细胞色素c是一种流动的电子传递体 氧气 呼吸链的组成及其作用机制 吡啶核苷酸与吡啶核苷酸型脱氢酶 吡啶核苷酸型脱氢酶，属脱氢酶类，包括脱氢酶复合物， 但它们的辅酶大多相同，主要有两种： NAD+（CoI ): Nicotinamide AdenineDinucleotide NADP+(CoII): Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate 分子中起递氢作用的是烟酰胺，能反复氧化和还原，起到接 受氢和提供氢的作用而传递氢。 根据NAD(P)+的光谱变化进行测定 呼吸链的组成及其作用机制 黄素脱氢酶类 ? 是一类不需氧的含黄素的脱氢酶； ? 种类多，酶蛋白不同，辅基有两种： 黄素单核苷酸（Flavin Mononucleotide，FMN)； 黄素腺嘌呤二核苷酸（Flavin Adenine Dinucleotide, FAD) ? 此类酶催化由NADH分子上脱氢（NADH脱氢酶，酶 蛋白称为FP1），生成FMNH2，或催化由琥珀酸分 子上脱氢（琥珀酸脱氢酶，酶蛋白称为FP2）生成 FADH2。 呼吸链的组成及其作用机制 铁-硫中心（Iron-sulfur Centers, 铁硫蛋白) 铁硫中心（Fe-S）：铁硫蛋白中铁与无机硫原子(Fe 与S等量)和/或蛋白质中Cys残基的硫原子相连所形成 的活性基团。 铁硫中心的结构：最简单的是单铁原子与4个Cys的- SH相连；更复杂的是有2个或4个铁原子。Rieske铁 硫蛋白则为1个铁原子与两个His残基相连。 蛋白含有的铁是非血红素铁,它借铁的价态变进行电子 传递，氧化型与还原型的的颜色不同，Fe3+为红、 绿，而Fe2+为无色. 注意：铁硫蛋白在电子传递链中，虽然起到传电子的作用，但这不是传递链中一个单独的组分，往往是与其它组分结合在一起共同起传递电子的作用。 辅酶Q（Coenzyme Q，CoQ） 脂溶性醌类化合物，有一个长的异戊二烯侧链，因广泛 存在得名，又称泛醌(Ubiquinone) 。位于线粒体内膜。 辅酶Q为电子和质子载体。CoQ在呼吸链中接受脱氢酶 传递过来的H，本身被还原为氢醌，再把电子传递给Cyt 体系而被氧化，接受1 e变为半醌自由基，接受2e变为 氢醌(QH2)。 CoQ不仅接受NADH脱氢酶的H，还接受线粒体内其 它脱氢酶的H，如琥珀酸脱氢酶，脂酰CoA脱氢酶及 其它黄素脱氢酶脱下的H，在电子传递链中处于中心 地位。 细胞色素（cytochromes） ? 结构：细胞色素是一类色蛋白，以血红素为辅基 ? 功能：在电子传递链中起传递电子的作用; 通过血红素 中Fe原子的价态变化传递电子（血红蛋白与肌红蛋白的 血红素不发生价态变化） ? 血红素结构是划分细胞色素的依据 a, a3, b, c, c1….. ? 都是膜结合蛋白，只有Cyt c是可溶的 细胞色素（cytochromes） ? 细胞色素都是膜结合蛋 白。 ? 不同种类的细胞色素的辅 基结构及与蛋白质连接的 方式是不同的 ? 不同的血红素有不同的特 征吸收谱带； ? 血红素的氧化态与还原态 的光吸收是不同的。 Cytochrome C ? 分子量为~13,000； ? 唯一水溶性的细胞色素； ? 位于线粒体内膜的外测； ? 每次接受和传递一个电子 电子传递链各组分的排列顺序 The order of the electron-transferring chain 从NADH→O2的电子传递顺序： NADH →FP1→4FeS →CoQ→(2FeS) ↓ Cyt b→Cyt c1→Cyt c ↓ Cyt a a3→O2