掌握

1、影響氧化磷酸化的因素

ATP的生成主要取決于氧化磷酸化的速率。

1）體內(nèi)能量狀態(tài)可調(diào)節(jié)氧化磷酸化速率。

ADP是調(diào)節(jié)氧化磷酸化速率的主要因素，只有ADP和Pi充足時(shí)電子傳遞的速率和耗氧量才會(huì)提高。

細(xì)胞內(nèi)ADP的濃度以及ATP/ADP 的比值能夠迅速感應(yīng)機(jī)體能量狀態(tài)的變化。

①當(dāng)機(jī)體蛋白質(zhì)合成等耗能代謝反應(yīng)活躍時(shí)，對(duì)能量的需求大為增加。ATP分解為ADP和Pi的速率增加，使ATP/ADP的比值降低、ADP的濃度增加，ADP 進(jìn)入線粒體后迅速用于磷酸化，氧化磷酸化隨之加速，合成的 ATP用于滿足需求，直到ATP/ADP的比值回升至正常水平后，氧化磷酸化速率也隨之放緩。

②ATP 和ADP的相對(duì)濃度也同時(shí)調(diào)節(jié)糖酵解、三羧酸循環(huán)途徑，滿足氧化磷酸化對(duì)NADH和FADH2的需求。

③ATP的濃度較高時(shí) 氧化磷酸化速率會(huì)降低，是因?yàn)锳TP通過別構(gòu)調(diào)節(jié)的方式抑制糖酵解、降低三羧酸循環(huán)的速率，協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)產(chǎn)能的相關(guān)途徑。

2）抑制劑可阻斷氧化磷酸化過程。

l? 呼吸鏈抑制劑阻斷電子傳遞過程

魚藤酮、粉蝶霉素A、異戊巴比妥抑制復(fù)合體Ⅰ，阻斷電子由鐵硫中心向Q傳遞。

萎銹靈是復(fù)合體Ⅱ的抑制劑。

抗霉素A、二巰基丙醇是復(fù)合體Ⅲ的抑制劑，阻斷電子由細(xì)胞色素b轉(zhuǎn)移至QN。

CN-、N3-是復(fù)合體Ⅳ的抑制劑，能緊密結(jié)合氧化型細(xì)胞色素a3，阻斷電子由細(xì)胞色素a向細(xì)胞色素a3傳遞。

CO是復(fù)合體Ⅳ抑制劑，能結(jié)合還原型細(xì)胞色素a3，阻斷電子傳遞給氧。

l? 解偶聯(lián)劑阻斷ADP的磷酸化過程

解偶聯(lián)劑可使氧化與磷酸化的偶聯(lián)相互分離。二硝基苯酚、解偶聯(lián)蛋白1、體內(nèi)游離脂肪酸。

基本作用機(jī)制：破壞電子傳遞過程建立的跨內(nèi)膜的質(zhì)子電化學(xué)梯度，使電化學(xué)梯度儲(chǔ)存的能量以熱能形式釋放，ATP的生成受到抑制。

l? ATP合酶抑制劑抑制電子傳遞和ATP的生成

ATP合酶抑制劑對(duì)電子傳遞及ADP磷酸化均有抑制作用。寡霉素、二環(huán)己基碳二亞胺均可結(jié)合Fo，阻斷H+從F1回流，抑制ATP合酶活性。由于線粒體內(nèi)膜兩側(cè)質(zhì)子電化學(xué)梯度增高影響呼吸鏈質(zhì)子泵的功能，繼而抑制電子傳遞。

3）甲狀腺激素可促進(jìn)氧化磷酸化和產(chǎn)熱。

甲狀腺激素促進(jìn)鈉鉀泵表達(dá)，促進(jìn)ATP分解為ADP，繼而促進(jìn)氧化磷酸化。也可誘導(dǎo)解偶聯(lián)蛋白基因表達(dá)，產(chǎn)熱增加。

4）線粒體DNA突變可影響機(jī)體氧化磷酸化功能。

5）線粒體的內(nèi)膜選擇性協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)運(yùn)氧化磷酸化相關(guān)代謝物

線粒體外膜通透性高，線粒體對(duì)物質(zhì)通過的選擇性主要依賴于內(nèi)膜中不同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白對(duì)各種物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)。

①細(xì)胞質(zhì)中的NADH通過α-磷酸甘油穿梭和蘋果酸-天冬氨酸穿梭進(jìn)入線粒體。

②ATP-ADP轉(zhuǎn)位酶（腺苷酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白）協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)運(yùn)ATP和ADP進(jìn)出線粒體。

?? 每分子ATP在線粒體基質(zhì)產(chǎn)生并轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞質(zhì)需要4個(gè)H+回流至線粒體基質(zhì)。

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2、細(xì)胞質(zhì)中NADH進(jìn)入線粒體的兩種穿梭機(jī)制

1）α-磷酸甘油穿梭：主要是腦和骨骼肌。

細(xì)胞質(zhì)中的NADH+H+在磷酸甘油脫氫酶催化下，將2H傳遞給磷酸二羥丙酮，使其還原成α-磷酸甘油，后者通過線粒體外膜到達(dá)線粒體內(nèi)膜的膜間隙側(cè)。其中有磷酸甘油脫氫酶的同工酶，此酶含FAD輔基，接受α-磷酸甘油的2H生成FADH2和磷酸二羥丙酮。

FADH2直接將2H傳遞給Q進(jìn)入呼吸鏈。

因此1分子的 NADH經(jīng)α-磷酸甘油穿梭能產(chǎn)生1.5分子ATP。

2）蘋果酸-天冬氨酸穿梭：主要是肝、腎、心肌細(xì)胞。

細(xì)胞質(zhì)中的NADH+H+使草酰乙酸還原生成蘋果酸，蘋果酸經(jīng)過線粒體內(nèi)膜的蘋果酸-α-酮戊二酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)入線粒體基質(zhì)后重新生成草酰乙酸，釋放NADH+H。基質(zhì)中的草酰乙酸轉(zhuǎn)變?yōu)樘於彼岷蠼?jīng)線粒體內(nèi)膜的天冬氨酸-谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白重新回到細(xì)胞質(zhì)。進(jìn)入基質(zhì)的NADH+H+則通過 NADH呼吸鏈進(jìn)行氧化，生成2.5分子ATP。