【生化考點】氧化磷酸化-電子傳遞鏈






【氧化磷酸化】考點:電子傳遞鏈
電子傳遞鏈(Electron transport chain):電子傳遞鏈由線粒體內(nèi)膜上的一系列蛋白質(zhì)和有機分子組成。電子以氧化還原反應的方式流過傳遞鏈的各個組成部分。在氧化還原反應中產(chǎn)生的能量會形成一個質(zhì)子梯度,然后通過一種名為化學滲透的過程制造ATP。電子傳遞鏈和化學滲透合起來就是氧化磷酸化。
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其關(guān)鍵步驟包括:
1、NADH和FADH2釋放出電子,它們重新成為NAD+和FAD
2、電子的傳遞和質(zhì)子泵,當電子在傳遞鏈中下行時,其能量狀態(tài)逐漸降低,同時釋放出能量。其中的一些能量被用于將基質(zhì)里的H+泵到膜間隙去,形成了質(zhì)子梯度
3、在電子傳遞鏈的盡頭,電子被轉(zhuǎn)移給氧氣分子,與H一起形成水分子。
4、利用梯度合成ATP。在H離子順著梯度流回基質(zhì)時,會經(jīng)過ATP合成酶,這種酶能夠利用質(zhì)子流合成ATP。
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四種復合體組分和電子傳遞過程
復合體I:NADH-CoQ還原酶
接受來自NADH的2e-,經(jīng)鐵硫蛋白和FMN傳遞給輔酶Q
輔助因子:1 FMN,6-7 Fe-S蛋白
(2e-轉(zhuǎn)移導致4質(zhì)子泵入到膜間隙)
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復合物II:琥珀酸-CoQ還原酶復合體(三羧酸循環(huán)中的琥珀酸脫氫酶)
主要成分為琥珀酸脫氫酶
FAD和Fe-S 蛋白作為電子傳遞體,還有細胞色素b
電子來自琥珀酸,最后傳給CoQ
電子傳遞不產(chǎn)生跨膜質(zhì)子梯度
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復合物III:CoQ-細胞色素還原酶復合物
主要成分包括:?Fe-S 蛋白、細胞色素b和c1
電子來自CoQH2,最后傳給細胞色素c
2e-轉(zhuǎn)移可產(chǎn)生4個質(zhì)子梯度
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復合體?IV:細胞色素氧化酶
有4個氧還中心
主要成分為細胞色素a和a3
電子來自還原性的細胞色素c,經(jīng)過細胞色素a和a3,電子的最終受體為氧氣
2e-轉(zhuǎn)移可產(chǎn)生2個質(zhì)子梯度
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細胞色素類
細胞色素類都以血紅素為輔基,紅色或褐色。將電子從輔酶Q傳遞到氧。根據(jù)吸收光譜,可分為三類:a,b,c。呼吸鏈中至少有5種:b、c1、c、a、a3(按電子傳遞順序)。細胞色素aa3以復合形式存在,又稱細胞色素氧化酶,是最后一個載體,將電子直接傳遞給氧。從a傳遞到a3的是兩個銅原子,有價態(tài)變化。
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綜上:NADH的兩個電子可以制造10個質(zhì)子的梯度產(chǎn)生2.5ATP(每4個質(zhì)子合成1ATP)
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FADH2貢獻電子的能力不如NADH,它把電子轉(zhuǎn)給傳遞鏈的復合體II, 這個復合體不能把質(zhì)子輸送到膜的另一端。所以少了復合體Ⅰ泵出的4個質(zhì)子,所以只能泵出大約6個H+離子,產(chǎn)生大約1.5個ATP。???
常用的幾種電子傳遞抑制劑及其作用部位
(1)魚藤酮、安密妥、殺粉蝶菌素。其作用是阻斷電子在NADH-Q還原酶內(nèi)的傳遞,所以阻斷了電子由NADH向CoQ的傳遞。
(2)抗霉素A:干擾電子在細胞色素還原酶中細胞色素b上的傳遞,所以阻斷電子由QH2向cytC1的傳遞。
(3)氰化物(CN-)、硫化氫(H2S)、疊氮化物(N3-)、一氧化碳(CO)等:其作用是阻斷電子在細胞色素氧化酶中傳遞,即阻斷了電子由cytaa3向分子氧的傳遞。
再對每個葡萄糖分子的產(chǎn)出進行一個小計:

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