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文档简介
,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 电子传递链,定位:线粒体内膜上,1)NADH氧化呼吸链,2)琥珀酸氧化呼吸链,NADH氧化呼吸链,FADH2氧化呼吸链,2.电子传递链的成员组成,线粒体中的电子传递链的主要组分包括: 黄素蛋白; 铁硫蛋白; 细胞色素; 泛醌,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),(还原型), 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,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 centers,Iron atoms cycle between Fe2+ (reduced) and Fe3+(oxidized)., 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、结构:一类含铁卟啉辅基的色素蛋白 B、分类: Cyta: Cytaa3 Cytb: Cytb562 、Cytb566、 Cytb560 Cytc: Cytc 、 c1 C、区别: 铁卟啉辅基侧链不同 铁卟啉辅基与酶蛋白 连接方式不同,细胞色素c,CytFe3+ + e CytFe2+,Reduced cytochromes has three absorption bands in the visible wavelengths,Cyt a: 600 nm Cyt b: 560 nm Cyt c: 550 nm,细胞色素a、b、c的区别,Cytochrome bc1 complex (complex III),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 标准氧化还原电位 拆开和重组 特异抑制剂阻断 还原状态呼吸链缓慢给氧,3. 呼吸链的电子传递顺序,利用脱氧胆酸处理线粒体内膜、分离出呼吸链的4种复合物,辅酶Q和细胞色素C及ATP合酶。 根据标准氧还电位E0的高低排列 根据电子传递体氧化还原态时的吸收光谱变化进行检测 利用阻断剂研究分析 四种复合物的电子传递重组实验,氧化-还原点位的测定:低高,呼吸链的专一抑制剂,4. 呼吸链各复合体在线粒体内膜中的位置,四种复合体的排列关系,复合物 NADH-Q 还原酶,结合铁硫蛋白,辅基为FMN的黄素蛋白. 能结合NADH,并将其氧化为NAD+ 将电子传递给泛醌,使4H+释放入内外膜间隙.,NADH,FMN,Fe-S,CoQ,NAD+(NADP+)的递氢机制,(氧化型),(还原型),复合物:琥珀酸-泛醌还原酶,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. 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FADFe-SQ。,复合物:Q-cytc还原酶,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。 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。,b566b562Fe-Sc1,QH2,Cytc,细胞色素c,复合物,复合体传递电子的过程,Cytc1,Fe-S,bL,bH,Cytc,QH2,Q,QH2的第一次氧化,QH2的第二次氧化,Q, Q,2H+,Cytc1,Fe-S,bL,bH,Cytc,QH2,Q, Q,2H+,QH2,2H+,e-,e-,e-,e-,复合物:Cytc 氧化酶,每个单体由至少13条不同的肽链组成; 分为三个亚单位:I包含两个血红素(a、a3)和一个铜蛋白(CuB);包含两个铜离子(CuA)构成的双核中心,其结构与2Fe-2S相似;的功能尚不了解。 Cu2+ + e Cu+,CuA a a3 CuB,Cyt c,O2,NADHFMN(Fe-S)Qbc1caa3O2,琥珀酸FAD(Fe-S)Qbc1caa3O2,NADH氧化呼吸链,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
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