【復(fù)習(xí)筆記】23華工《830生物化學(xué)》考研知識(shí)之生物氧化！...

華工引路人

ATP的作用和放能影響因素（一）

1、ATP的作用和放能影響因素

生物體所需能量大都來(lái)自糖、脂肪、蛋白質(zhì)等有機(jī)物的氧化

  （1）先進(jìn)行分解代謝，代謝物脫氫，輔酶NAD+或FAD還原成NADH或FADH2（攜帶氫離子和電子）。

  （2）氫離子和電子都經(jīng)過(guò)相同的一系列電子載體傳遞過(guò)程傳遞給氧。

  （3）產(chǎn)生的能量一般都貯存在ATP等特殊化合物中。

    生物氧化實(shí)質(zhì)上是氧化磷酸化，發(fā)生在線粒體內(nèi)膜。

    氧化磷酸化：NADH或FADH2上的電子通過(guò)進(jìn)行一系列電子傳遞載體傳遞給O2,伴

隨NADH和FADH2的氧化釋放的能量使ADP磷酸化形成ATP。

2、電子傳遞鏈順序和抑制點(diǎn)

(二)電子傳遞和氧化呼吸鏈

在電子傳遞過(guò)程中，電子傳遞僅發(fā)生在相鄰的傳遞體之間，可根據(jù)各種氫化一還原電對(duì)的E0值，判斷電子流動(dòng)方向，在酶催化下發(fā)生反應(yīng)。

（1）電子傳遞鏈

電子從NADH到O2傳遞所經(jīng)過(guò)的途徑被稱為電子傳遞鏈或呼吸鏈，主要由4部分蛋白質(zhì)復(fù)合體組成，排列順序?yàn)?

                黃素蛋白中的FADH2

                   琥珀酸-Q

                    還原酶

NADH→NADH-Q→Q→細(xì)胞色素→細(xì)胞色素C→細(xì)胞色素氧化酶→O2

                    還原酶     還原酶

    電子傳遞酶復(fù)合體含一系列的電子載體和輔基為：

      黃素蛋白：  FMN,  FAD

      鐵硫中心：  Fe-S復(fù)合體

      醌：        Q

      細(xì)胞色素：  血紅素基因

      銅離子：    CuA    CuB

（2）電子傳遞鏈各個(gè)成員

1. NADH-Q還原酶，簡(jiǎn)稱復(fù)合體Ⅰ，又稱NADH脫氫酶。輔基：FMN,Fe-S。

催化的反應(yīng)為：

NADH+H++Q→NAD++QH2

反應(yīng)分三步進(jìn)行：     

⑴. NADH+H++FMN → FMNH2+NAD+

⑵. FMNH2+Fe-S（氧化型）→`FMN+Fe-S（還原型）

⑶. Fe-S（還原型）+Q`→`Fe-S（氧化型）+QH2

其中Fe-S中心有Fe-S，2Fe-2S和4Fe-4S三種類型。

在反應(yīng)中發(fā)生3價(jià)Fe3+和2價(jià)Fe2+的價(jià)態(tài)變化。

2.  輔酶Q(CoQ):為易流動(dòng)的疏水電子載體，與蛋白質(zhì)結(jié)合不緊密，能自由在膜內(nèi)擴(kuò)散，

有氧化型（醌式）和還原型（酚）。含有異戊二烯為單

位構(gòu)成的長(zhǎng)碳?xì)滏湥愇於┑臄?shù)目n因動(dòng)物而異，哺乳動(dòng)物n=10記作Q10。

3.  琥珀酸-Q還原酶：又稱復(fù)合體Ⅱ。該酶與檸檬酸循環(huán)中，催化琥珀酸脫氫生成延胡

索酸的琥珀酸脫氫酶構(gòu)成完整的酶復(fù)合體，輔基 FAD, Fe-S。

催化的反應(yīng)為：

FADH2+Q → FAD+QH2

使FADH2上高能電子進(jìn)入電子傳遞鏈，此步無(wú)ATP生成。

反應(yīng)分兩步進(jìn)行：

⑴. FADH2+Fe-S(+3) → FAD+Fe-S(+2)

⑵. Fe-S(+2)+QH2 → Fe-S(+3)+Q

4.  細(xì)胞色素還原酶：又稱復(fù)合體Ⅲ。輔酶：血紅素，F(xiàn)e-S。

把電子和H+從一個(gè)QH2分子傳遞兩個(gè)電子給2分子細(xì)胞色素C。

[細(xì)胞色素]：是一類含有血紅素輔基的電子傳遞蛋白質(zhì)的總稱。因含血紅素而顯色，故稱為細(xì)胞色素，幾乎存在于所有生物體內(nèi)。由吸收光譜不同而分為a、b、c三類。吸收峰位置見(jiàn)P124  表24-3。從吸收光譜知b又分為b566和b562，C又分為C和C1。

一個(gè)電子傳遞為：QH2 → 2Fe2S → C1 → C。

另一個(gè)電子為QH2 → 半醌 → b(b566-b562 →QH2。

5.  細(xì)胞色素C：（Cyt c）

唯一能溶于水的細(xì)胞色素，由104個(gè)AA構(gòu)成的單多肽鏈。

Cyt c和Co Q都是傳遞電子的流動(dòng)載體，在接受細(xì)胞色素還原酶電子后立即傳遞給細(xì)胞色素氧化酶。

6．細(xì)胞色素氧化酶：復(fù)合體Ⅳ。

把電子從Cyt c傳遞給氧

該酶有4個(gè)氧化-還原活性中心，含有兩種細(xì)胞色素（Cyt a和Cyt a3）和兩個(gè)銅離子（CuA和CuB）。

a和a3化學(xué)結(jié)構(gòu)同，但處于酶的不同部位CuA和CuB由于結(jié)合的蛋白不同而有差異

電子傳遞順序?yàn)椋篊yt c → a – CuA → a3 – CuB → O2。

最后該酶?jìng)鬟f4個(gè)電子到氧，形成2分子H2O。

7. 在氧化呼吸鏈中的NADH-Q還原酶、細(xì)胞色素還原酶和細(xì)胞色素氧化酶催化的三步反應(yīng)中，自由能的變化都足以將H+從線粒體內(nèi)膜基質(zhì)“泵”出到線粒體的內(nèi)外膜間隙，產(chǎn)生氫離子梯度，為下一步產(chǎn)生ATP準(zhǔn)備所需的自由能。

（3） 電子傳遞的抑制劑

為能夠阻斷呼吸鏈中某部位電子傳遞的物質(zhì)，可用來(lái)研究電子傳遞順序。

常見(jiàn)的抑制劑有：

1.  魚(yú)藤酮，安密妥

阻斷NADH-Q還原酶內(nèi)的電子由NADH向CoQ的傳遞。

2.  抗霉素A：抑制細(xì)胞色素還原酶中電子從QH2到Cyt c1的傳遞。

3.  氰化物，疊氮化物與a3中血紅素Fe3+作用。CO與a3中Fe2+作用，均阻斷電子在細(xì)胞色素氧化酶中傳遞作用。上述各種抑制劑的抑制部位可表示為