第24章 电子传递和氧化磷酸化作用.docx

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第24章电子传递和氧化磷酸化作用

第二十四章电子传递和氧化磷酸化作用

第一节氧化-还原电势

一、氧化-还原电势

生物氧化是通过加氧、脱氢或失电子而进行的，加氧反应较少见，氧原子通常是通过加水再脱氢引入代谢物的。

代谢物中生成的羧基，可通过脱羧基作用生成二氧化碳。

脱氢或失电子反应是生物氧化的主要方式，反应过程中伴随着氧化-还原电势的变化。

ε=E正极–E负极

二、生物体中某些重要的氧化-还原电势

三、电势和自由能的关系

∆G0'=-nF∆E0'

∆G=-nϑ∆Eor∆G'︒=-nϑ∆E'︒

四、标准电动势和平衡常数的关系

第二节电子传递和氧化呼吸链

一、呼吸链的概念

二、呼吸链的各个成员

（一）NAD

（二）FAD

（三）CoQ

（四）细胞色素

（五）铁硫蛋白

三、呼吸链的结构

1．氧化还原电位

2．阻断剂实验

3．亚组分重组实验

电子传递链的氧化还原电位

黑线表示E0’，红线表示E’

4．线粒体内膜的电子传递途径

复合体Ⅰ的电子传递途径

复合体Ⅱ的结构和电子传递途径

复合体Ⅲ的结构

*黏噻唑菌醇

复合体Ⅲ的电子传递途径

复合体Ⅳ的结构

复合体Ⅳ的电子传递

第三节氧化磷酸化作用

一、线粒体的结构

二、氧化磷酸化作用机制

三、质子梯度的形式

四、ATP合成机制

AmodeloftheF1andf0componentsoftheATPsynthase.arotationmolecularmotor.Thea,b,α,β,andδsubunitsconstiturethestatorofthemotor,andthec,γ,andεsubunitsformtherotor.FlowofprotonsthroughthestructureturnstherotoranddrivethecycleofconformationchangesinαandβthatsynthesizeATP.

Moleculargraphicimages（a）sideviewand（b）topviewofF1-ATPsynthase.Theγ-subunitisthepinkstructurevisibleinthecenterofview（b）.

ThebindingchangemechanismforATPsynthesisbyATPsynthase

实验证明3个质子通过离子通道可以合成一个ATP

OutwardtrasportofATP（viatheATP/ADPtranslocase）isfavoredbythemembraneelectrochemicalpotential

五、氧化磷酸化的解偶联和抑制剂

解偶联剂

Therotarymotionofthebacterialflagellaisenergizeddirectlybytheprotongradientacrosstheinnerplasmamembrane.

六、细胞溶胶内NADH的再氧化

甘油-3-磷酸穿梭

主要存在于肌肉和神经组织

苹果酸-天冬氨酸穿梭

主要存在于肝、肾、心等组织

七、氧化磷酸化的调控

八、葡萄糖彻底氧化的总结算

九、氧的不完全还原

氧的彻底还原需要4个电子，1个电子使氧还原成超氧化物负离子，2个电子使氧还原成过氧化氢，3个电子使氧还原成羟自由基。

超氧化物歧化酶可清除超氧化物自由基，可能的机制如图24-33所示。

过氧化氢可被过氧化氢酶或谷胱甘肽过氧化物酶清除。

清除超氧化物自由基和过氧化氢可防止羟自由基的生成。

抗氧化剂有助于预防疾病和延缓衰老。

基本要求

1．熟悉氧化-还原电势的基本概念。

（难点）

2．掌握呼吸链的结构和有关抑制剂。

（重点、难点）

3．掌握氧化磷酸化作用的机制。

（重点、难点）