生化第八章生物氧化解读.ppt

（三）ATP合酶抑制剂同时抑制电子传递和ATP的生成 这类抑制剂对电子传递及ADP磷酸化均有抑制作用。例如寡霉素(oligomycin)可结合F0单位，二环己基碳二亚胺(dicyclohexyl carbodiimide, DCCP)共价结合F0的c亚基谷氨酸残基，阻断质子从F0质子半通道回流，抑制ATP合酶活性。由于线粒体内膜两侧质子电化学梯度增高影响呼吸链质子泵的功能，继而抑制电子传递。 寡霉素(oligomycin) 寡霉素 ATP合酶结构模式图 可阻止质子从F0质子通道回流，抑制ATP生成。 电子传递链及氧化磷酸化系统概貌 ΔμH+ 跨膜质子电化学梯度；H+m内膜基质侧H+；H+c 内膜胞液侧H+ Na+，K+–ATP酶和解偶联蛋白基因表达均增加。 三、甲状腺激素可促进氧化磷酸化和产热 四、线粒体DNA突变可影响机体氧化磷酸化功能。 线粒体DNA（mtDNA）呈裸露的环状双螺旋结构，缺乏蛋白质保护和损伤修复系统，容易受到损伤而发生突变，其突变率远高于核内的基因组DNA。 五、线粒体的内膜选择性协调转运氧化磷酸化相关代谢物 线粒体外膜通透性高，线粒体对物质通过的选择性主要依赖于内膜中不同转运蛋白(transporter)对各种物质的转运。 转运蛋白 进入线粒体 出线粒体 ATP-ADP转位酶 ADP3- ATP4- 磷酸盐转运蛋白 H2PO4- + H+ 二羧酸转运蛋白 HPO42- 苹果酸 α-酮戊二酸转运蛋白 苹果酸 α-酮戊二酸 天冬氨酸-谷氨酸转运蛋白 谷氨酸 天冬氨酸 单羧酸转运蛋白 丙酮酸 OH- 三羧酸转运蛋白 苹果酸 柠檬酸 碱性氨基酸转运蛋白 鸟氨酸 瓜氨酸 肉碱转运蛋白 脂酰肉碱 肉碱 线粒体内膜的某些转运蛋白对代谢物的转运 （一）胞浆中NADH通过穿梭机制进入线粒体氧化呼吸链 胞浆中NADH必须经一定转运机制进入线粒体，再经呼吸链进行氧化磷酸化。 α-磷酸甘油穿梭(α-glycerophosphate shuttle) 苹果酸-天冬氨酸穿梭 (malate-asparate shuttle) 转运机制： 1. α-磷酸甘油穿梭主要存在于脑和骨骼肌中 NADH+H+ FADH2 NAD+ FAD 线粒体 内膜 线粒体 外膜 膜间隙 线粒体 基质 α-磷酸甘油 脱氢酶 呼吸链 磷酸二羟丙酮 α-磷酸甘油 2. 苹果酸-天冬氨酸穿梭主要存在于肝和心肌中 NADH +H+ NAD+ NADH +H+ NAD+ 谷氨酸- 天冬氨酸 转运体 苹果酸-α-酮 戊二酸转运体 苹果酸 草酰乙酸 α-酮戊二酸 谷氨酸 苹果酸 脱氢酶 谷草转 氨酶 胞液 线 粒 体 内 膜 基质 呼吸链 天冬氨酸 （二）ATP-ADP转位酶协调转运ADP进入和ATP移出线粒体 ATP4- F0 F1 胞液侧 基质侧 腺苷酸 转运蛋白 磷酸 转运蛋白 ADP3- H2PO4- ATP4- H+ H+ H+ H+ H2PO4- H2PO4- ADP3- ADP3- 每分子ATP4-和ADP3-反向转运时，向内膜外净转移1个负电荷 ，相当于多1个H+转入线粒体基质。 第四节 其他氧化与抗氧化体系 反应活性氧类(reactive oxygen species, ROS) O2 e- O·-2 e-+2H+ H2O2 e-+H+ OH· H2O e-+H+ H2O 反应活性氧类 一、线粒体氧化呼吸链也可产生活性氧 ROS主要来源 线粒体：超氧阴离子O·-2，是体内O·-2的主要来源； O·-2在线粒体中再生成H2O2和·OH。 过氧化酶体：FAD将从脂肪酸等底物获得的电子交给O2生成H2O2和羟自由基·OH。 胞浆需氧脱氢酶（如黄嘌呤氧化酶等）也可催化生成O·-2。 细菌感染、组织缺氧等病理过程，环境、药物等外源因素也可导致细胞产生活性氧类。 需氧脱氢酶和氧化酶 二、抗氧化酶体系有清除反应活性氧类的功能 抗氧化酶体系 1. 过氧化氢酶(catalase) 又称触酶，其辅基含4个血红素 2H2O2 2H2O + O2 过氧化氢酶 可去除细胞生长和代谢产生的H2O2和过氧化物(R-O-OH)，是体内防止活性氧类损伤主要的酶。 2. 谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase，GPx) H2O2 + 2GSH → 2 H2O +GS-SG 2GSH + R-O-OH → GS-SG + H2O + R-OH 谷胱甘肽过氧化物酶 H2O2 (ROOH) H2O (ROH+