生物化学第五章生物氧化第二节电子传递链课件.ppt

第八章 生物氧化 Biological Oxidation 8.1 生物氧化概述8.2 电子传递链8.3 氧化磷酸化1. 电子传递链的概念概念：代谢物上的氢原子被脱氢酶激活脱落后，经过一系列的传递体，最后传递给被激活的氧分子而生成水的全部体系称为电子传递链；因伴随着营养物质的氧化放能，又称为呼吸链由供氢体、传递体、受氢体以及相应的酶催化系统组成的代谢途径第二节第二节 电子传递链电子传递链定位：线粒体内膜上1））NADH氧化呼吸链氧化呼吸链2）琥珀酸氧化呼吸链）琥珀酸氧化呼吸链 NADH氧化呼吸链氧化呼吸链 FADH2氧化呼吸链氧化呼吸链2.电子传递链的成员组成n 线粒体中的电子传递链的主要组分包括: ①黄素蛋白； ② 铁硫蛋白； ③ 细胞色素； ④ 泛醌①黄素蛋白：指以FAD或FMN为辅基的蛋白FMN和FAD递氢机制 （氧化型）（氧化型）（还原型）（还原型）② 铁硫蛋白（Fe-S）（非血红素蛋白）与电子传递有关与其他递氢体或电子传递体结合成复合物存在②铁硫蛋白铁硫蛋白(Iron-sulfur protein, Fe-S)又叫铁硫中心或铁硫簇 含有等量铁原子和硫原子。

铁除与硫连接外，还与肽链中Cys残基的巯基连接 铁原子可进行Fe2+  Fe3++e 反应传递电子，为单电子传递体 铁硫蛋白通过Fe3+ Fe2+变化起传递电子的作用Different types of iron-sulfur centersIron atoms cycle between Fe2+ (reduced) and Fe3+(oxidized).③ 细胞色素（Cytochrome, Cyt）是一类以铁卟啉为辅基的电子传递蛋白呼吸链中主要有a、b、c三类差别在于铁卟啉的侧链以及铁卟啉与蛋白部分连接的方式不同 Cyt b、c的铁卟啉与血红素相同； Cyt a的铁卟啉为血红素A分子中的铁通过氧化还原而传递电子，为单电子传递体A A、结构、结构、结构、结构：一类含：一类含：一类含：一类含铁铁铁铁卟啉卟啉辅基辅基辅基辅基的色素蛋白的色素蛋白的色素蛋白的色素蛋白B B、分类、分类、分类、分类: : Cyta: Cytaa Cyta: Cytaa3 3 Cytb: Cytb Cytb: Cytb562562 、、、、CytbCytb566566、、、、 CytbCytb560560 Cytc: Cytc Cytc: Cytc 、、、、 c c1 1C C、区别、区别、区别、区别：：：：①① 铁卟啉辅基侧链不同②铁卟啉辅基与酶蛋白 连接方式不同细胞色素cCytFeCytFe3+3+ + e + e  CytFe CytFe2+2+Reduced cytochromeshas three absorptionbands in the visible wavelengthsCyt a: ~600 nmCyt b: ~560 nmCyt c: ~550 nm　辅基颜色α带波长与酶蛋白连接Cytb原卟啉Ⅸ (血红素)红色560nm非共价结合Cytc原卟啉Ⅸ (血红素)红色550nm与多肽链中 Cys的 –SH相连Cyta血红素A绿色600nm非共价结合　细胞色素a、b、c的区别Cytochrome bc1 complex (complex III)④泛醌 (ubiquinone, UQ)即辅酶Q（ Coenzyme Q， CoQ），属于脂溶性醌类化合物，带有多个异戊二烯侧链。

因其为脂溶性，游动性大，极易从线粒体内膜中分离出来，因此不包含在四种复合体中分子中的苯醌结构能可逆地结合2个H，为递氢体   由以下实验确定 ① 标准氧化还原电位 ② 拆开和重组 ③ 特异抑制剂阻断 ④ 还原状态呼吸链缓慢给氧3. 呼吸链的电子传递顺序n 氧化-还原点位的测定：低—高n 呼吸链的专一抑制剂4. 呼吸链各复合体粒体内膜中的位置复合体酶名称多肽链数辅基复合体ⅠNADH-泛醌还原酶42FMN, Fe-S复合体Ⅱ琥珀酸-泛醌还原酶4FAD, Fe-S复合体Ⅲ泛醌-细胞色素c还原11铁卟啉, Fe-S复合体Ⅳ细胞色素c氧化酶13铁卟啉, Cu四种复合体的排列关系四种复合体的排列关系复合物Ⅰ—— NADH-Q 还原酶n结合铁硫蛋白,辅基为FMN的黄素蛋白.n能结合NADH,并将其氧化为NAD+n将电子传递给泛醌,使4H+释放入内外膜间隙.NADHNADHFMNFMN，，，，Fe-SFe-SCoQCoQNADH+H+ NAD+ FMN FMNH22Fe2+-S 2Fe3+-S H2 复合体复合体ⅠⅠNADH→ →CoQ FMN; Fe-SN-1a,b; Fe-SN-4; Fe-SN-3; Fe-SN-2 NAD+（NADP+）的递氢机制（氧化型）（氧化型）（还原型）（还原型）复合物Ⅱ：琥珀酸-泛醌还原酶n 即琥珀酸脱氢酶.至少由4条肽链组成，含有一个FAD，2个铁硫蛋白及细胞色素b560.n 其作用是催化电子从琥珀酸转至辅酶Q，但不转移质子。

电子传递的方向为：琥珀酸电子传递的方向为：琥珀酸→FAD→Fe-S→Q 复合体复合体ⅡⅡ琥珀酸琥珀酸→ →CoQFe-S1; b560; FAD; Fe-S2 ; Fe-S3 琥珀酸琥珀酸 延胡索酸延胡索酸 FAD FADH22Fe2+-S 2Fe3+-S H2复合物复合物Ⅲ：：Q-cytc还原酶还原酶n即细胞色素c还原酶，由至少11条不同肽链组成，以二聚体形式存在，每个单体包含两个细胞色素b（b562、b566）、一个细胞色素c1和一个铁硫蛋白n催化电子从辅酶Q传给细胞色素c，每转移一对电子，同时将4个质子由线粒体基质泵至膜间隙b b566566b b562562Fe-SFe-Sc c1 1QHQH2 2CytcCytc复合体复合体ⅢⅢQH2→ →Cyt c b562; b566; Fe-S; c1细胞色素细胞色素细胞色素细胞色素c c c c复合物复合物复合物复合物ⅢⅢⅢⅢ复合体Ⅲ传递电子的过程CytcCytcCytcCytc1 1 1 1Fe-SFe-SFe-SFe-Sb b b bL L L Lb b b bH H H HCytcCytcCytcCytcQHQHQHQH2 2 2 2Q Q Q HQH2 2的第一次氧化的第一次氧化的第一次氧化的第一次氧化QHQH2 2的第二次氧化的第二次氧化的第二次氧化的第二次氧化Q Q Q Q    Q Q Q Q2H2H2H2H+ + + +CytcCytcCytcCytc1 1 1 1Fe-SFe-SFe-SFe-Sb b b bL L L Lb b b bH H H HCytcCytcCytcCytcQHQHQHQH2 2 2 2Q Q Q Q    Q Q Q Q2H2H2H2H+ + + +QHQHQHQH2 2 2 22H2H2H2H+ + + +e e e e- - - -e e e e- - - -e e e e- - - -e e e e- - - -复合物复合物Ⅳ：：Cytc 氧化酶氧化酶n每个单体由至少13条不同的肽链组成；n 分为三个亚单位：I包含两个血红素（a、a3）和一个铜蛋白(CuB);Ⅱ包含两个铜离子(CuA)构成的双核中心，其结构与2Fe-2S相似;Ⅲ的功能尚不了解。

nCu2+ + e  Cu+CuA a  a3  CuBCyt cO2复合体复合体ⅣⅣ还原型还原型Cyt c → → O2CuA→a→a3→→CuB NADHNADHNADHNADHFMN(Fe-S)FMN(Fe-S)FMN(Fe-S)FMN(Fe-S)Q Q Q Qb b b bc c c c1 1 1 1c c c caaaaaaaa3 3 3 3O O O O2 2 2 2琥珀酸琥珀酸琥珀酸琥珀酸FAD(Fe-S)FAD(Fe-S)FAD(Fe-S)FAD(Fe-S)Q Q Q Qb b b bc c c c1 1 1 1c c c caaaaaaaa3 3 3 3O O O O2 2 2 2NNA AD DHH氧氧化化呼呼吸吸链链琥珀酸氧化呼吸链电子传递的抑制剂——阻断呼吸链中某部位电子传递的物质； 氧化作用受阻、能量释放减少鱼藤酮、安密妥、杀粉蝶菌素 阻断电子由NADH向向CoQ的传递；抗霉素A抑制电子从Cytb到到Cytc1的传递；氰化物、叠氮化物、CO等 阻断电子由Cytaa3传递到氧传递到氧OxidizedReducedReducedOxidizedReducedThe end of Chap1 !The end of Chap1 !。