第二节呼吸链.ppt

第二节 呼吸链,,,一、 呼吸链的概念,在生物氧化过程中，代谢物脱下的氢经过一系列的传递体的传递，最终交给分子氧生成水，这一电子传递体系称为,呼吸链（电子传递链）,在生物细胞中，接受代谢物上脱下的氢(或电子)的载体有三种 ——,NADH,、,NADPH,和,FADH,2,其中,NADPH,不进入呼吸链合成,ATP，,而是作为生物合成的还原剂；只有,NADH,和,FADH,2,进入呼吸链所以呼吸链有两条：,由,NADH,开始的呼吸链 ——,NADH,呼吸链,；,,由,FADH,2,开始的呼吸链 ——,FADH,2,呼吸链,NAD,+,是水溶性的,，与酶蛋白可逆结合而往返于线粒体基质与内膜之间（但不能透过内膜）粒体的基质中，它作为有关脱氢酶的辅酶，接受代谢物上脱下的氢，生成,NADH；,而后与酶蛋白脱离，扩散至线粒体内膜的内表面，将氢(电子)传递给下一个电子传递体，自身又再生成,NAD,+,，,返回线粒体基质继续参与代谢物的脱氢反应NAD,+,是双电子传递体(每次传递2个电子)，即氢传递体呼吸链中的电子传递体共有五种：,1.,NAD,+,二. 呼吸链的组成,NAD,+,+2H,+,+2e,-,NADH+H,+,二. 呼吸链的组成,黄素蛋白是指以黄素核苷酸(,FAD,或,FMN,),为辅基的酶。

所以，黄素蛋白有两种，分别以,FAD,及,FMN,作为辅基FP,分布粒体的内膜上,它的辅基,FAD,或,FMN,与蛋白质部分结合得很牢固，有的甚至是共价连结FP,在呼吸链中作为双电子传递体呼吸链中的电子传递体共有五种：,2. 黄素蛋白 (,FP),NADH+H,+,+FMN,NAD,+,+ FMNH,2,二. 呼吸链的组成,铁硫蛋白含铁原子(非血红素的铁)和硫原子(对酸不稳定的硫)，两者一般以等摩尔存在，构成2,Fe-2S,簇、4,Fe-4S,簇，称为,铁硫中心,，常用符号“,Fe-S,”,表示铁硫中心通过,Fe,与蛋白质的半胱氨酸残基连接铁硫中心只有,1个,Fe,起氧化还原反应，在氧化型（,Fe,3+,）,和还原型（,Fe,2+,）,之间转变呼吸链中的电子传递体共有五种：,3. 铁硫蛋白,Fe,3+,+ e = Fe,2+,二. 呼吸链的组成,呼吸链中的电子传递体共有五种：,3. 铁硫蛋白,二. 呼吸链的组成,铁硫蛋白在呼吸链中不传递氢，作为,单电子传递体呼吸链中的铁硫蛋白通常与其它的电子传递体的蛋白质（如黄素蛋白、细胞色素）结合成复合物，从而具有不同的氧化还原电位，在呼吸链的不同部位传递电子。

呼吸链中的电子传递体共有五种：,3. 铁硫蛋白,二. 呼吸链的组成,辅酶,Q,属于醌类，由于它广泛存在于生物系统中，所以又叫,泛醌(,UQ),辅酶,Q,是呼吸链中唯一的非蛋白质组分,它分子小，且呈脂溶性，可以粒体内膜的磷脂双分子层的疏水区自由扩散，往返于比较固定的蛋白质类的电子传递体之间进行电子传递辅酶,Q,也是双电子传递体呼吸链中的电子传递体共有五种：,4. 辅酶,Q (CoQ),二. 呼吸链的组成,呼吸链中的电子传递体共有五种：,4. 辅酶,Q (CoQ),P243,二. 呼吸链的组成,细胞色素是以,铁卟啉(血红素),为辅基的蛋白质，因为有颜色，又广泛存在于生物细胞中，故称为细胞色素细胞色素通过辅基中的铁离子价的可逆变化进行电子传递它在呼吸链中作为,单电子传递体,呼吸链中的电子传递体共有五种：,5.,细胞色素,(,Cyt),Fe,3+,+ e = Fe,2+,二. 呼吸链的组成,根据还原型细胞色素的吸收光谱的吸收峰位置不同，将细胞色素分为,a、b、c,三类每一类中又有不同的亚类不同类型的细胞色素，其辅基结构以及辅基与蛋白质的结合方式不同在动物的呼吸链中，至少有5种细胞色素 ——,b、c,1,、c、a、a,3,呼吸链中的电子传递体共有五种：,5.,细胞色素,(,Cyt),二. 呼吸链的组成,呼吸链中的电子传递体共有五种：,5.,细胞色素,(,Cyt),Cytc,唯一能溶于水的细胞色素,Lys,残基形成环状包围血红素。

呼吸链中的电子传递有着严格的方向和顺序，即电子从氧化还原电位,较低,的传递体依次通过氧化还原电位,较高,的传递体逐步流向氧分子三. 呼吸链的电子传递顺序,第一条呼吸链中的黄素蛋白又叫,NADH,脱氢酶,Cytaa3,是呼吸链中的最后一个电子传递体，将电子直接交给分子氧，所以又叫,细胞色素氧化酶,，或,末端氧化酶,NADH,FMN,Fe-S,CoQ,Cytb,Fe-S,Cytc,1,Cytc,Cytaa,3,O,2,FAD,电位,低,高,呼吸链的各个组分,除,NADH,外，都分布在,线粒体的内膜,上，而且在膜上有着特定的,不对称,分布有一些组分常结合在一起，形成,复合物,嵌在膜内四. 呼吸链组分粒体内膜上的分布,在呼吸链中，有四个复合体，如下图：,四. 呼吸链组分粒体内膜上的分布,CoQ,粒体内膜中自由扩散，往返于复合物Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ之间进行电子传递；,,Cytc,在复合物Ⅲ和Ⅳ之间传递电子，它是内膜外侧的外周蛋白,O,2,NADH,FMN→Fe-S,FAD→Fe-S,CoQ,Cytb → Fe-S → Cytc,1,Cytc,Cytaa,3,Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,四. 呼吸链组分粒体内膜上的分布,O,2,NADH,FMN→Fe-S,FAD→Fe-S,CoQ,Cytb → Fe-S → Cytc,1,Cytc,Cytaa,3,Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,复合物,I：NADH,脱氢酶,,复合物,II：,琥珀酸脱氢酶,,复合物,III：,细胞色素,bc1,复合体,,（细胞色素还原酶）,,复合物,IV：,细胞色素氧化酶,,五. 呼吸链的电子传递过程,1.,NADH,呼吸链,2.,FAD,呼吸链,五. 呼吸链的电子传递过程,五. 呼吸链的电子传递过程,五. 呼吸链的电子传递过程,呼吸链,在电子传递的过程中，有,H,+,进出呼吸链。

传递体在膜上的物理排列使得进入呼吸链的,H,+,来自膜内(线粒体基质)，放出的,H,+,排到膜外(线粒体的膜间隙)，从而造成,H,+,的跨膜定向移动 —— 从膜内泵到膜外五. 呼吸链的电子传递过程,1.,NADH,呼吸链,电子传递和氧化磷酸化的过程,,六. 电子传递抑制剂,,,1、,鱼藤酮,阻断从,NADH,向,CoQ,的传递,,2、,抗霉素,A,,阻断,CoQ,向复合物,III,的电子传递,,3、,氰化物、叠氮化物、,CO、H,2,S,,,阻断复合物,IV,向,O,2,的传递,,,。