第六章生物氧化.pptVIP

2. 氧化磷酸化： 在线粒体中，底物分子脱下的氢原子经递氢体系传递给氧，在此过程中释放能量使ADP磷酸化生成ATP，这种能量的生成方式就称为氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)。 本文档共79页；当前第31页；编辑于星期三\13点29分 （二）氧化磷酸化的偶联部位 1. P/O比值： 通过测定在氧化磷酸化过程中，氧的消耗与无机磷酸消耗之间的比例关系，可以反映底物脱氢氧化与ATP生成之间的比例关系。 每消耗一摩尔氧原子所消耗的无机磷原子的摩尔数称为P/O比值。 本文档共79页；当前第32页；编辑于星期三\13点29分 线粒体离体实验测得的一些底物的P/O比值 本文档共79页；当前第33页；编辑于星期三\13点29分 合成1molATP时，需要提供的能量至少为ΔG0‘=-30.5kJ/mol，相当于氧化还原电位差ΔE0’=0.2V。 因此，在NADH氧化呼吸链中有三处可以生成ATP，而在琥珀酸氧化呼吸链中，只有两处可以生成ATP。 2. 自由能变化与ATP的生成部位： 本文档共79页；当前第34页；编辑于星期三\13点29分 氧化磷酸化的偶联部位 本文档共79页；当前第35页；编辑于星期三\13点29分 （三）氧化磷酸化的偶联机制 1. 化学渗透假说： 目前公认的氧化磷酸化的偶联机制是1961年由Peter Mitchell提出的化学渗透学说(chemios-motic hypothesis)。 本文档共79页；当前第36页；编辑于星期三\13点29分 化学渗透假说的基本要点 该学说认为氧化呼吸链存在于线粒体内膜上，当氧化反应进行时，H+通过氢泵作用被排斥到线粒体内膜外侧（膜间腔），从而形成跨膜pH梯度和跨膜电位差。 当质子顺浓度梯度回流时，这种形式的“势能”可以被存在于线粒体内膜上的ATP合酶利用，生成高能磷酸基团，并与ADP结合而合成ATP。 本文档共79页；当前第37页；编辑于星期三\13点29分 质子梯度的形成机制 质子的转移主要通过氧化呼吸链在递氢或递电子过程中所形成的氧化还原袢来完成。 每传递两个氢原子，就可向膜间腔释放10个质子。 本文档共79页；当前第38页；编辑于星期三\13点29分 复合体Ⅰ的氧化还原袢 本文档共79页；当前第39页；编辑于星期三\13点29分 复合体Ⅲ的氧化还原袢 本文档共79页；当前第40页；编辑于星期三\13点29分 复合体Ⅳ的氧化还原袢 本文档共79页；当前第41页；编辑于星期三\13点29分 质子梯度的形成 本文档共79页；当前第42页；编辑于星期三\13点29分 ATP的合成 当质子从膜间腔返回基质中时，这种“势能”可被位于线粒体内膜上的ATP合酶利用以合成ATP。 本文档共79页；当前第43页；编辑于星期三\13点29分 嵌于线粒体内膜上，其头部呈颗粒状，突出于线粒体内膜的基质侧。 膜间腔 基质 2. ATP合酶： 本文档共79页；当前第44页；编辑于星期三\13点29分 ATP合酶的分子结构 由亲水部分 F1(?3?3???亚基)和疏水部分F0(a1b2c9~12 亚基)组成。 本文档共79页；当前第45页；编辑于星期三\13点29分 ATP合酶F1段的结构 侧面图 正面图 本文档共79页；当前第46页；编辑于星期三\13点29分 ATP合成模式图 本文档共79页；当前第47页；编辑于星期三\13点29分 三、氧化磷酸化的影响因素 ATP/ADP比值是调节氧化磷酸化速度的重要因素。 ATP/ADP比值下降，可致氧化磷酸化速度加快；反之，当ATP/ADP比值升高时，则氧化磷酸化速度减慢。 （一）ATP/ADP比值 本文档共79页；当前第48页；编辑于星期三\13点29分 甲状腺激素可间接影响氧化磷酸化的速度。 其原因是甲状腺激素可以激活细胞膜上的Na+,K+-ATP酶，使ATP水解增加，导致ATP/ADP比值下降，氧化磷酸化速度加快。 （二）甲状腺激素 本文档共79页；当前第49页；编辑于星期三\13点29分 （三）药物和毒物 1．呼吸链抑制剂： 能够抑制呼吸链递氢或递电子过程的药物或毒物称为呼吸链抑制剂。 本文档共79页；当前第50页；编辑于星期三\13点29分 能够抑制第一位点的有异戊巴比妥、粉蝶霉素A、鱼藤酮等； 能够抑制第二位点的有抗霉素A和二巯基丙醇； 能够抑制第三位点的有CO、H2S和CN-、N3-。其中，CN-和N3-主要抑制氧化型Cytaa3-Fe3+，而CO和H2S主要抑制还原型Cytaa3-Fe2+。 本文档共79页；当前第51页；编辑于星期三\13点29分 2．解偶联剂： 不抑制呼吸链的递氢或递电子过程，但能使氧化产生的能量不能