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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自糖、脂肪、蛋白質等有機物的氧化 （1）先進行分解代謝，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）氫離子和電子都經過相同的一系列電子載體傳遞過程傳遞給氧。 （3）產生的能量一般都貯存在ATP等特殊化合物中。 生物氧化實質上是氧化磷酸化，發生在線粒體內膜。 氧化磷酸化：NADH或FADH2上的電子通過進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 (二)電子傳遞和氧化呼吸鏈 在電子傳遞過程中，電子傳遞僅發生在相鄰的傳遞體之間，可根據各種氫化一還原電對的E0值，判斷電子流動方向，在酶催化下發生反應。 （1）電子傳遞鏈 電子從NADH到O2傳遞所經過的途徑被稱為電子傳遞鏈或呼吸鏈，主要由4部分蛋白質復合體組成，排列順序為: 黃素蛋白中的FADH2 琥珀酸-Q 還原酶 NADH→NADH-Q→Q→細胞色素→細胞色素C→細胞色素氧化酶→O2 還原酶 還原酶 電子傳遞酶復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復合體 醌： Q 細胞色素： 血紅素基因 銅離子： CuA CuB （2）電子傳遞鏈各個成員 1. NADH-Q還原酶，簡稱復合體Ⅰ，又稱NADH脫氫酶。輔基：FMN,Fe-S。 催化的反應為： NADH+H++Q→NAD++QH2 反應分三步進行： 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。 在反應中發生3價Fe3+和2價Fe2+的價態變化。 2. 輔酶Q(CoQ):為易流動的疏水電子載體，與蛋白質結合不緊密，能自由在膜內擴散， 有氧化型（醌式）和還原型（酚）。含有異戊二烯為單 位構成的長碳氫鏈，異戊二烯的數目n因動物而異，哺乳動物n=10記作Q10。 3. 琥珀酸-Q還原酶：又稱復合體Ⅱ。該酶與檸檬酸循環中，催化琥珀酸脫氫生成延胡 索酸的琥珀酸脫氫酶構成完整的酶復合體，輔基 FAD, Fe-S。 催化的反應為： FADH2+Q → FAD+QH2 使FADH2上高能電子進入電子傳遞鏈，此步無ATP生成。 反應分兩步進行： ⑴. FADH2+Fe-S(+3) → FAD+Fe-S(+2) ⑵. Fe-S(+2)+QH2 → Fe-S(+3)+Q 4. 細胞色素還原酶：又稱復合體Ⅲ。輔酶：血紅素，Fe-S。 把電子和H+從一個QH2分子傳遞兩個電子給2分子細胞色素C。 [細胞色素]：是一類含有血紅素輔基的電子傳遞蛋白質的總稱。因含血紅素而顯色，故稱為細胞色素，幾乎存在于所有生物體內。由吸收光譜不同而分為a、b、c三類。吸收峰位置見P124 表24-3。從吸收光譜知b又分為b566和b562，C又分為C和C1。 一個電子傳遞為：QH2 → 2Fe2S → C1 → C。 另一個電子為QH2 → 半醌 → b(b566-b562 →QH2。 5. 細胞色素C：（Cyt c） 唯一能溶于水的細胞色素，由104個AA構成的單多肽鏈。 Cyt c和Co Q都是傳遞電子的流動載體，在接受細胞色素還原酶電子后立即傳遞給細胞色素氧化酶。 6．細胞色素氧化酶：復合體Ⅳ。 把電子從Cyt c傳遞給氧 該酶有4個氧化-還原活性中心，含有兩種細胞色素（Cyt a和Cyt a3）和兩個銅離子（CuA和CuB）。 a和a3化學結構同，但處于酶的不同部位CuA和CuB由于結合的蛋白不同而有差異 電子傳遞順序為：Cyt c → a – CuA → a3 – CuB → O2。 最后該酶傳遞4個電子到氧，形成2分子H2O。 7. 在氧化呼吸鏈中的NADH-Q還原酶、細胞色素還原酶和細胞色素氧化酶催化的三步反應中，自由能的變化都足以將H+從線粒體內膜基質“泵”出到線粒體的內外膜間隙，產生氫離子梯度，為下一步產生ATP準備所需的自由能。 （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，可用來研究電子傳遞順序。 常見的抑制劑有： 1. 魚藤酮，安密妥 阻斷NADH-Q還原酶內的電子由NADH向CoQ的傳遞。 2. 抗霉素A：抑制細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
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2022-7-14 15:13 上傳
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發表于 2022-7-14 15:17
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