第八章 生物能学与生物氧化2.ppt

第三节 电子传递和氧化呼吸链;一、生物氧化概述;（一）生物氧化的特点;生物氧化和有机物在体外氧化（燃烧）的实质相同，都是脱氢、失电子或与氧结合，消耗氧气，都生成CO2和H2O，所释放的能量也相同。但二者进行的方式和历程却不同： 　　 ;（二）CO2的生成;（三）H2O的生成;二、电子传递链（呼吸链）;（一）线粒体结构特点;线粒体外膜 自由透过小分子和离子 线粒体内膜 不能自由透过大部分小分子和离子,包括H+。 含有：电子传递体（复合体I、II、III、IV） ADP-ATP转运载体 ATP合酶（FoF1） 其他载体 线粒体基质含有丙酮酸脱氢酶系 柠檬酸循环酶系、脂肪酸-氧化酶系 DNA、核糖体、其他酶 ATP、ADP、Pi、Mg2+ 、 Ca2+ 、 K+ 、很多可溶的中间代谢产物;Cristae (嵴、the infoldings of the inner membrane of mitochondria) is where the respiratory chain is located. ;;（二）电子传递链（呼吸链）的概念;呼吸链由4个多蛋白的复合物（I, II, III, 和 IV；3个是质子泵）和2个移动的电子载体，泛醌（Q或辅酶Q）以及细胞色素c组成。 呼吸链中蛋白质的辅基包括： 黄素类（FMN，FAD）， 血红素（血红素 A，铁原卟啉IX ，血红素 C）， 铁硫聚簇（ 2Fe-2S, 4Fe-4S) 和 铜 。;呼吸链上很多电子载体的顺序通过多种研究得以阐明;Electron carriers may have an order of increasing E’0;方法二：氧化作用动力学研究 完全的还原伴随着O2的突然传导； 较早的氧化作用更接近呼吸链的末端； 使用快速而灵敏的分光光度技术跟随细胞色素的氧化作用，发现最大吸收峰的波长不同。;The UV absorption spectra of NAD and NADH. Reduction of the nicotinamide ring produces a new, broad absorption band with a maximum at 340 nm. The production of NADH during an enzyme-catalyzed reaction can be conveniently followed by observing the appearance of the absorbance at 340 nm.;Reduced ; 方法四:分离并鉴定每个多蛋白质复合物： 链上组分中特有的电子供体和受体可以确定。 ;;Separation of functional complexes of the respiratory chain. The outer mitochondrial membrane is first removed by treatment with the detergent digitonin（洋地黄皂苷）. Fragments of inner membrane are then obtained by osmotic rupture of the mitochondria, and the fragments are gently dissolved in a second detergent. The resulting mixture of inner membrane proteins is resolved by ion-exchange chromatography into different complexes (I through IV) of the respiratory chain, each with its unique protein composition and the enzyme ATP synthase. The isolated Complexes I through IV catalyze transfers between donors (NADH and succinate), intermediate carriers (Q and cytochrome c), and O2, as shown. In vitro, isolated ATP synthase has only ATP-hydrolyzing (ATPase), not ATP-synthesizing, activity.;Enzyme complex/pr