ATP的生成（线粒体氧化体系）

1、ATP的生成（线粒体氧化体系）糖原糖原 三酯酰甘油三酯酰甘油 蛋白质蛋白质 葡萄糖葡萄糖 脂酸脂酸+甘油甘油 氨基酸氨基酸 乙酰乙酰CoA 呼吸链呼吸链 ADP+Pi ATP * * 生物氧化的一般过程定义定义代谢物脱下的成对氢原子（代谢物脱下的成对氢原子（2H）通过多种）通过多种酶和辅酶所催化的连锁反应逐步传递，最终与酶和辅酶所催化的连锁反应逐步传递，最终与氧结合生成水，这一过程称为氧结合生成水，这一过程称为呼吸链呼吸链又称又称电子电子传递链传递链。该过程中的酶和辅酶称为递氢体或递。该过程中的酶和辅酶称为递氢体或递电子体。电子体。组成组成递氢体和电子传递体（递氢体和电子传递体（2H 2H+

2、+ 2e） 一、呼吸链与水的生成（一）呼吸链的主要组分四种具有传递电子功能的酶复合体四种具有传递电子功能的酶复合体(complex)(complex)与游与游离的泛醌离的泛醌(辅酶辅酶Q, CoQ, Q)和和 Cyt c (细胞色素细胞色素c)。 * * 泛醌泛醌 和和 Cyt c 均不包含在上述四种复合体中。均不包含在上述四种复合体中。人线粒体呼吸链复合体人线粒体呼吸链复合体复合体复合体酶名称酶名称复合体复合体复合体复合体复合体复合体复合体复合体NADH-泛醌还原酶泛醌还原酶琥珀酸琥珀酸-泛醌还原酶泛醌还原酶泛醌泛醌-细胞色素细胞色素C还原酶还原酶细胞色素细胞色素c氧化酶氧化酶辅基辅基FMN

3、，Fe-S FAD，Fe-S 铁卟啉，铁卟啉，Fe-S 铁卟啉，铁卟啉，Cu 多肽链数多肽链数394 1013 复合体复合体酶名称酶名称复合体复合体复合体复合体复合体复合体复合体复合体NADH-泛醌还原酶泛醌还原酶琥珀酸琥珀酸-泛醌还原酶泛醌还原酶泛醌泛醌-细胞色素细胞色素C还原酶还原酶细胞色素细胞色素c氧化酶氧化酶辅基辅基FMN，Fe-S FAD，Fe-S 铁卟啉，铁卟啉，Fe-S 铁卟啉，铁卟啉，Cu 多肽链数多肽链数394 1013 呼吸链各复合体在线粒体内膜中的位置呼吸链各复合体在线粒体内膜中的位置呼吸链成分呼吸链成分作用作用复合体复合体I I将电子从将电子从NADHNADHH H的的

4、2H2H传递给泛醌传递给泛醌复合体复合体II II将琥珀酸脱下的将琥珀酸脱下的2H2H传递给泛醌传递给泛醌 泛醌泛醌将将FMNHFMNH2 2/FADH/FADH2 2的的2H2H分解为分解为H H2e2e的的2H2H，并将并将2e2e传给复合体传给复合体IIIIII复合体复合体IIIIII将将2e2e由泛醌传给由泛醌传给CytCyt c cCytCyt c c将将2e2e由由复合体复合体IIIIII传给传给复合体复合体IVIV复合体复合体IVIV将将2e2e由由CytCyt c c传给传给OO2 2呼吸链各复合体在传递过程中的作用呼吸链各复合体在传递过程中的作用 由以下实验确定由以下实验确定

5、 标准氧化还原电位标准氧化还原电位 拆开和重组拆开和重组 特异抑制剂阻断特异抑制剂阻断 还原状态呼吸链缓慢给氧还原状态呼吸链缓慢给氧（二）（二）呼吸链的电子传递顺序呼吸链的电子传递顺序1. NADH氧化呼吸链氧化呼吸链NADH 复合体复合体Q 复合体复合体Cyt c 复合体复合体O22. 琥珀酸氧化呼吸链琥珀酸氧化呼吸链 琥珀酸琥珀酸 复合体复合体 Q 复合体复合体Cyt c 复合体复合体O2两条重要的呼吸链两条重要的呼吸链NADH氧化呼吸链氧化呼吸链 FADH2氧化呼吸链氧化呼吸链二、二、ATPATP的生成的生成糖糖 脂肪脂肪 蛋白质蛋白质 CO2和和H2O O2能量能量ADP+PiATP热

6、能热能生成ATPATP的两种方式两种方式氧化磷酸化氧化磷酸化 是指是指在呼吸链电子传递过程在呼吸链电子传递过程中偶联中偶联ADP磷酸化，生成磷酸化，生成ATP，又称为，又称为偶联偶联磷酸化磷酸化。 底物水平磷酸化底物水平磷酸化是底物分子内部能量重是底物分子内部能量重新分布，生成高能键，使新分布，生成高能键，使ADP磷酸化生成磷酸化生成ATP的过程。的过程。（一）氧化磷酸化1.氧化磷酸化氧化磷酸化偶联部位偶联部位：复合体：复合体、ATPATP ATP 氧化磷酸化偶联部位氧化磷酸化偶联部位（1）ADP的调节作用的调节作用呼吸控制率呼吸控制率(respiratory control ratio, R

7、CR)（2）甲状腺激素）甲状腺激素Na+,K+ATP酶和解偶联蛋白基因表达均增加。酶和解偶联蛋白基因表达均增加。2.氧化磷酸化的影响因素氧化磷酸化的影响因素1. 呼吸链抑制剂呼吸链抑制剂 阻断呼吸链中某些部位电子传递。阻断呼吸链中某些部位电子传递。2. 解偶联剂解偶联剂使氧化与磷酸化偶联过程脱离。使氧化与磷酸化偶联过程脱离。如：解偶联蛋白如：解偶联蛋白 3. 氧化磷酸化抑制剂氧化磷酸化抑制剂 对电子传递及对电子传递及ADP磷酸化均有抑制作用。磷酸化均有抑制作用。如：寡霉素如：寡霉素 （3）抑制剂）抑制剂鱼藤酮鱼藤酮粉蝶霉素粉蝶霉素A A异戊巴比妥异戊巴比妥 抗霉素抗霉素A A二巯基丙醇二巯基丙

8、醇 CO、CN-、N3-及及H2S各种呼吸链抑制剂的阻断位点各种呼吸链抑制剂的阻断位点解偶联蛋白作用机制（棕色脂肪组织线粒体）解偶联蛋白作用机制（棕色脂肪组织线粒体）Cyt cQ胞液侧胞液侧 基质侧基质侧 解偶联解偶联 蛋白蛋白热能热能 ADP+Pi ATP 三、能量的转移、储存和利用u高能磷酸键高能磷酸键水解时释放的能量大于水解时释放的能量大于21KJ/mol的磷酸酯键，常表示为的磷酸酯键，常表示为 P。u高能磷酸化合物高能磷酸化合物含有高能磷酸键的化合物含有高能磷酸键的化合物高能磷酸键与高能磷酸化合物高能磷酸键与高能磷酸化合物 （一）能量的生成糖糖 脂肪脂肪 蛋白质蛋白质 CO2和和H2O O2能量能量ADP+PiATP热能热能 核苷二磷酸激酶核苷二磷酸激酶ATP + UDP ADP + UTPATP + CDP ADP + CTPATP + GDP ADP + GTP腺苷酸激酶腺苷酸激酶 ADP + ADP ATP + AMP（二）能量的转移肌酸激酶的作用肌酸激酶的作用磷酸肌酸作为肌肉和脑组织中能量的一种贮存形式。磷酸肌酸作为肌肉和脑组织中能量的一种贮存形式。（三）能量的储存 ATP ATP的生成和利用的生成和利用ATP ADP 肌酸肌酸 磷酸磷酸肌酸肌酸 氧化磷酸化氧化磷酸化 底物水平磷酸化底物水平磷酸