第六章细胞的能量转换器,教辅课件.ppt

第六章 细胞的能量转换 ─线粒体和叶绿体;第一节 线粒体与氧化磷酸化;1.1线粒体的形态、大小、数量与分布; 外膜(outer membrane）：含孔蛋白(porin)，通透性较高。标志酶为单胺氧化酶。 内膜（inner membrane）：位于外膜内侧。 ◆含100种以上的多肽，蛋白质和脂类的比例高于3:1。心磷脂含量高（达20%）、缺乏胆固醇，类似于细菌质膜。 ◆通透性很低，仅允许不带电荷的小分子物质通过。 ◆氧化磷酸化的电子传递链位于内膜。标志酶为细胞色素氧化酶。 ◆内膜向线粒体内室褶入形成嵴（cristae），能扩大内膜表面积（达5~10倍），嵴有两种：①板层状、②管状。 ◆嵴上覆有基粒。基粒由头部（F1）和基部（F0）构成 。;膜间隙（intermembrane space）：是内外膜之间的腔隙，宽约6-8nm。含许多可溶性酶、底物及辅助因子。标志酶为腺苷酸激酶。 基质（matrix）：为内膜和嵴包围的空间。 含有： ◆催化三羧酸循环，脂肪酸、丙酮酸和氨基酸氧化的酶类。标志酶苹果酸脱氢酶。 ◆线粒体DNA（mtDNA），及线粒体特有的核糖体，tRNAs 、rRNA、DNA聚合酶、氨基酸活化酶等。 ◆纤维丝和电子密度很大的致密颗粒状物质，内含Ca2+、Mg2+、Zn2+等离子。;内膜向线粒体基质褶入形成嵴（cristae），嵴能显著扩大内膜表面积（达5~10倍），嵴有两种类型：①板层状（图7-1）、②管状（图7-3），但多呈板层状。 ;* ;线粒体的化学组成：蛋白质和脂质 蛋白质(线粒体干重的65～70％)。线粒体的蛋白质分为可溶性和不溶性的。可溶性的蛋白质主要是基质的酶和膜的外周蛋白；不溶性蛋白是膜的镶嵌蛋白、结构蛋白和部分酶蛋白。 电泳分析：外膜上含14种蛋白质，内膜上含21种蛋白质。 脂类(线粒体干重的25～30％)： 磷脂占3/4以上，外膜主要是卵磷脂，内膜主要是心磷脂。 线粒体脂类和蛋白质的比值: 0.3:1（内膜）；1:1（外膜）;线粒体酶的定位;线粒体的功能： 氧化磷酸化、细胞凋亡、细胞的信号转导、 电解质稳态平衡调控、钙的稳态调控;用于大脑思考;ATP分子结构特点（具有高能磷酸键）; A—P ~ P ~ P;ATP的水解过程;ATP合成酶;ADP转化成ATP时所需能量的主要来源;什么是氧化磷酸化： 当电子从NADH或FADH2经呼吸链传递给氧形成水时，同时伴有ADP磷酸化形成ATP，这一过程称为氧化磷酸化。 什么是呼吸链： 在线粒体内膜上存在有关氧化磷酸化的脂蛋白复合物，它们是传递电子的酶体系，由一系列可逆地接受和释放电子或H+的化学物质组成，在内膜上相互关联地有序排列，称为电子传递链（electron-transport chain）或呼吸链（respiratory chain）。;（一）氧化磷酸化的分子基础;2.?黄素蛋白： ;3.细胞色素 ;4.铁硫蛋白： ;图7-9 辅酶Q;①由复合物I、III、IV组成，催化NADH的脱氢氧化。 ②由复合物II、III、IV组成，催化琥珀酸的脱氢氧化。 任何两个复合物之间没有稳定的连接结构，而是由辅酶Q和细胞色素c这样的可扩散性分子连接。 ;1、复合物I：NADH脱氢酶。 组成：42条肽链组成，呈L型，含一个FMN和至少6个铁硫蛋白，分子量接近1MD，以二聚体形式存在。 作用：催化NADH的2个电子传递至辅酶Q，同时将4个质子由线粒体基质（M侧）转移至膜间隙（C侧）。 NADH→FMN→Fe-S→Q NADH + 5H+M + Q→NAD+ + QH2 + 4H+C;2、复合物II：琥珀酸脱氢酶 组成：至少由4条肽链，含有一个FAD，2个铁硫蛋白。 作用：催化琥珀酸的低能量电子转至辅酶Q，但不转移质子。 琥珀酸→FAD→Fe-S→Q。 琥珀酸+Q→延胡索酸+QH2 ;3、复合物III：细胞色素c还原酶。 组成：至少10条不同肽链，以二聚体形式存在，每个单体包含两个细胞色素b（b562、b566）、一个铁硫蛋白和一个细胞色素c1 。 作用：催化电子从辅酶Q传给细胞色素c，每转移一对电子，同时将4个质子由线粒体基质泵至膜间隙。 2还原态cyt c1 + QH2 + 2 H+M→2氧化态cyt c1 + Q+ 4H+C;4、复合物IV：细胞色素氧化酶 组成：即细胞色素氧化酶,二聚体，每个单体至少13条肽链。分为三个亚单位：亚单位I（subunit I）：包含两个血红素（a1、a3）和一个铜离子(Cu2+)，血红素a3和Cu2+形成双核的Fe-Cu中心。亚单位Ⅱ（subunit Ⅱ），包含两个铜离子(CuA)构成的双核