生物氧化与氧化磷酸化

1、第六章,生物氧化与氧化磷酸化,一切生命活动都需要能量。 所有生物都可以看成是能量的转换者。 这种能量的流动驱动着生命的维持与繁衍。,第一节 生物氧化概述,1. 概述: 位点, 线粒体,An electron micrograph of mitochondrion,基质,2. 生物氧化的特点,与非生物氧化相比,共同点： 化学本质相同，都是失电子反应，如脱氢、加氧、传出电子 同种物质不论以何种方式氧化，所释放的能量相同。,与非生物氧化相比,（2）不同点：,生物氧化是酶促反应，反应条件（如温度、pH）温和；而体外燃烧则是剧烈的游离基反应，要求在高温、高压以及干燥的条件下进行。,生物氧化分阶段逐步缓慢

2、地氧化，能量也逐步释放；而体外燃烧能量是爆发式释放出来的。,生物氧化释放的能量有相当多的转换成ATP中活跃的化学能，用于各种生命活动； 体外燃烧产生的能量则转换为光和热，散失在环境中。,2. 生物氧化的特点,生物氧化与体外燃烧的比较,反应条件 温 和 剧 烈 反应过程 逐步进行的酶促反应 一步完成 能量释放 逐步进行 瞬间释放 CO2生成方式 有机酸脱羧 碳和氧结合 H2O 需 要 不需要,2. 生物氧化的特点,1、CO2的生成 直接脱羧：丙酮酸脱羧酶、酪氨酸脱羧酶 氧化脱羧：丙酮酸脱氢酶复合物 2、水的生成 主要是在包括脱氢酶、传递体和氧化酶组成的生物氧化体系催化下生成的。,3.生成CO2

3、和 H2O,直接脱羧,CH3CCOOH,O,CH3CHO + CO2,丙酮酸脱羧酶,（-脱羧）,HOOCC H2C COOH,丙酮酸羧化酶,CH3CCOOH + CO2,O,O,（-脱羧）,氧化脱羧,：在脱羧过程中伴随着氧化（脱氢）。,HOOCCH2CHOHCOOH,CH3CCOOH + CO2,NADP+,NADPH + H+,O,4. 高能化合物,高能化合物： 在标准条件下(pH7，25，1mol/L)发生水解时，可释放出大量自由能的化合物。习惯上把“大量”定义为5kcal/mol(即20.92kJ/mol)以上。 高能磷酸化合物： 分子中含磷酸基团，它被水解下来时释放出大量的自由能，这类

4、高能化合物。 高能键： 在高能化合物分子中，被水解断裂时释放出大量自由能的活泼共价键。 高能键常用符号“ ”表示。,定义,注意： 高能键并不是这个键集中了大量的能量，而是指水解这个键前后的分子结构存在着很大的自由能的改变。 “高能键”“键能高”,4.高能化合物,根据分子结构和高能键的特征，高能化合物可分为：,(1) 焦磷酸化合物：如ATP,(OP)型,4.高能化合物,根据分子结构和高能键的特征，高能化合物可分为：,(2) 酰基磷酸化合物：如1,3-二磷酸甘油酸,(OP)型,4.高能化合物,根据分子结构和高能键特征，高能化合物可分为,(3) 烯醇磷酸化合物：如磷酸烯醇式丙酮酸,(OP)型,4.高

5、能化合物,(4) 胍基磷酸化合物：如磷酸肌酸,(NP)型,4.高能化合物,(5) 硫酯化合物：如乙酰CoA,(CS)型,4.高能化合物,(6) 甲硫键化合物：如S-腺苷甲硫氨酸,(CS)型,4.高能化合物,ATP为生物界的“能量货币”，它是生命活动中最重要的能量供体。 ATP的DG0值介于其它高能化合物和普通化合物之间，从而使它在生物体内的能量转换过程中能够起中间载体的作用。放能反应和吸能反应往往要通过ADP和ATP的相互转变而偶联起来。 ATP的另一功能是作为磷酸基团转移反应的中间载体。这也是由于它的磷酸基团转移势能在常见的含磷酸基团化合物中处于中间位置。,4.高能化合物,在生物细胞内，形成

6、ATP的方式有两种：生物氧化(异养细胞)和光合作用(自养细胞)。 1) 生物氧化产生ATP 生物体降解燃料分子的主要意义是取得供其发育所需要的能量。因此，利用生物氧化形成ATP，是生物体内ATP形成的主要方式。 生物氧化的第一阶段也能产生少量的ATP，这是以底物水平磷酸化的方式产生的； 生物氧化的第二阶段是产生ATP的主要阶段，通过氧化磷酸化的方式产生。,4.高能化合物,1) 生物氧化产生ATP 底物水平磷酸化：代谢物通过氧化形成的高能磷酸化合物直接将磷酸基团转移给ADP，使之磷酸化生成ATP。 氧化磷酸化：NADH或FADH2将电子传递给O2的过程与ADP的磷酸化相偶联，电子传递过程中释放出

7、的能量用于ATP的生成。氧化磷酸化的过程需要氧气作为最终的电子受体，是需氧生物合成ATP的主要途径,4.高能化合物,2) 光合作用产生ATP 在光合作用的过程中也能形成ATP，这种ADP的磷酸化方式叫光合磷酸化。 光合磷酸化：由光驱动的电子传递过程与ADP的磷酸化相偶联，使电子传递过程中释放出的能量用于ATP的生成。,4.高能化合物,细胞的能量状态可用能荷(energy charge)表示。 能荷是细胞中高能磷酸状态一种数量上的衡量，它的大小可用下式表示： (ATP+0.5ADP) 能荷= (ATP+ADP+AMP),4.高能化合物,能荷的数值在01之间。大多数细胞维持的稳态能荷状态在0.8-

8、0.95的范围内。 ATP生成和消耗的途径和细胞的能荷状态相呼应。 高能荷时，ATP生成过程被抑制，而ATP的利用过程被激发；低能荷时，其效应相反。 所以说，能荷对代谢起着重要的调控作用。,4.高能化合物,脂肪,葡萄糖、其它单糖,三羧酸循环,电子传递（氧化）,蛋白质,脂肪酸、甘油,多糖,氨基酸,乙酰CoA,e-,磷酸化,+Pi,小分子化合物分解成共同的中间产物（如丙酮酸、乙酰CoA等）,共同中间产物进入三羧酸循环,氧化脱下的氢由电子传递链传递生成H2O，释放出大量能量，其中一部分通过磷酸化储存在ATP中。,大分子降解成基本结构单位,4.生物氧化的三个阶段,第二节 电子传递链,在生物氧化过程中，

9、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。 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 NAD+、NADP+ 和 FAD。,1.电子传递链概述,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FADH2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FADH2开始的呼吸链 FADH2呼吸链。,1.电子传递链概述,2. 电子传递链成员,组分 作用 尼克酰胺腺嘌呤二核苷 酸 递氢体 （NAD+ 和NADP+ ） 黄素蛋白 递氢体 （辅基为 FAD和 FMN） 铁硫蛋白（Fe-S）

10、 单电子传递体 辅酶Q （CoQ） 递氢体 细胞色素类 单电子传递体,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）。 在线粒体的基质中，NAD+接受代谢物上脱下的氢，生成NADH；然后与酶蛋白脱离，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。,呼吸链中的电子传递体共有五种：,1). NAD+,2. 电子传递链成员,此类酶催化脱氢时，与代谢物脱下的氢结合而还原成NADH或NADPH，在340nm处有一吸收峰；当有氢受体时，NADH或NADPH上的氢又可被氧化成NAD+或NADP

11、+，在260nm处有一吸收峰。根据这个特点可以判定该辅酶处于氧化态还是还原态，并用于此类脱氢酶活力的测定。,1). NAD+,2.电子传递链成员,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。,2). 黄素蛋白 (FP),呼吸链中的电子传递体共有五种：,2.电子传递链成员,此类酶所表现出的催化活性与某些金属离子的存在有密切关系，如NADH脱氢酶和琥珀酸脱氢酶等含有几个非血红素铁原子，这些铁原子能与硫原子结合形成铁硫蛋白或铁硫中心，依赖铁的价态改变(Fe2+ Fe3+)来传递电子。,2). 黄素蛋白 (FP),铁硫蛋白类（iron-su

12、lfur protein）又称非血红素铁蛋白(nonheme iron protein)，含非卟啉和硫，其作用是借铁的变价互变进行电子传递。,3). 铁硫蛋白,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2Fe-2S簇、4Fe-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（Fe3+）和还原型（Fe2+）之间转变。,3). 铁硫蛋白,3). 铁硫蛋白,Fe3+ + e- Fe2+,2.电子传递链成员,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

13、)。 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，可以在线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。,4). 辅酶Q (CoQ),4). 辅酶Q (CoQ),由于辅酶Q含有很长的脂肪族侧链，所以容易结合到膜上或与膜脂混溶,细胞色素是以铁卟啉(血红素)为辅基的蛋白质，因为有红颜色，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。,5). 细胞色素 (Cyt),5). 细胞色素 (Cyt),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、

14、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。,5). 细胞色素 (Cyt),不同细胞色素的最大吸收峰位置,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、c1、c、a、a3，其中Cyta和Cyta3组成复合物Cytaa3。Cytc在复合物和之间传递电子，它是内膜外侧的外周蛋白。,5). 细胞色素 (Cyt),5). 细胞色素 (Cyt),牛新心线粒体 Cytbc1,呼吸链的各个组分除NAD

15、H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。 在呼吸链中，有四个复合体，如下图：,O2,NADH,FMNFe-S,FADFe-S,CoQ,Cytb Fe-S Cytc1,Cytc,Cytaa3,3.电子载体复合体,四个蛋白复合体：复合体I IV 两个可灵活移动的成分：泛醌（Q）和 细胞色素C,O2,NADH,FMNFe-S,FADFe-S,CoQ,Cytb Fe-S Cytc1,Cytc,Cytaa3,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b、c1复合体 复合物IV：细胞色素氧化酶,3.电子载体

16、复合体,CoQ在线粒体内膜中自由扩散，往返于复合物、和之间进行电子传递；Cytc在复合物和之间传递电子，它是内膜外侧的外周蛋白。,O2,NADH,FMNFe-S,FADFe-S,CoQ,Cytb Fe-S Cytc1,Cytc,Cytaa3,3.电子载体复合体,复合物（NADHCoQ还原酶） 又称NADH脱氢酶，由25条以上的多肽链组成，总的相对分子质量约700103900103，以二聚体的形式存在。每个单体含有一个FMN为辅基的黄素蛋白和至少6个铁硫蛋白。 它是电子传递链中最大最复杂的酶复合物，其功能是催化NADH上的2个电子传递给辅酶Q，同时发生质子的跨膜输送，所以复合物既是电子传递体，又

17、是质子移位体。,3.电子载体复合体,复合物（琥珀酸CoQ还原酶） 又称琥珀酸脱氢酶，由4条多肽链组成，总的相对分子质量约140103，含有一个以FAD为辅基的黄素蛋白、2个铁硫蛋白和一个细胞色素b。 其作用是催化电子从琥珀酸通过FAD和铁硫蛋白传递到辅酶Q。所以复合物只能传递电子，而不能使质子跨膜输送。,3.电子载体复合体,Complex II: Succinate-coenzyme Q reductase,3.电子载体复合体,复合物（CoQ细胞色素b还原酶） 由10条多肽链组成，总的相对分子质量约250103，以二聚体形式存在。每个单体包括2个细胞色素b（b562、b566）、一个细胞色素c

18、1和一个铁硫蛋白。 其作用是催化电子从还原型辅酶Q转移给细胞色素c，同时发生质子的跨膜移位。所以复合物既是电子传递体，又是质子移位体。,3.电子载体复合体,Complex III: Drives proton transport,3.电子载体复合体,复合物（细胞色素氧化酶） 由613条多肽链组成，总的相对分子质量约160103170103，以二聚体形式存在。每个单体包括细胞色素aa3和含铜蛋白。 其作用是催化电子从还原型细胞色素c传递给氧分子，同时发生质子的跨膜移位。所以复合物既是电子传递体，又是质子移位体。,3.电子载体复合体,Complex IV: Cytochrome c oxidase

19、,3.电子载体复合体,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。,NADH,FMN,Fe-S,CoQ,Cytb,Fe-S,Cytc1,Cytc,Cytaa3,O2,FAD,4.呼吸链中传递体的顺序,1. NADH呼吸链,4.呼吸链中传递体的顺序,鱼藤酮 粉蝶霉素A 异戊巴比妥,抗霉素A 二巯基丙醇,CO、CN-、 N3-及H2S,2. FAD呼吸链,4.呼吸链中传递体的顺序,五. 呼吸链的电子传递过程,MH2,NADH,-0.32,FMN,-0.30,CoQ,+0.10,b,+0.07,c1,+0.22,c,+0.2

20、5,aa3,+0.29,O2,+0.816,FAD,-0.18,鱼藤酮 安密妥,抑制剂：,抗霉素A,氰化物，CO， 叠氮化合物,4.呼吸链中传递体的顺序,第三节 氧化磷酸化,一. 氧化磷酸化的机理,氧化磷酸化（oxidative phosphorylation）是指细胞内伴随有机物氧化，利用生物氧化过程中释放的自由能，促使ADP与无机磷酸结合生成ATP的过程。,一. 氧化磷酸化的机理,20世纪30年代包括德国生物化学家、诺贝尔奖获得者Meyerhof & Warburg在内的许多生化学家对代谢过程中能量的产生和利用作了深入研究，发现无论在糖酵解或三羧酸循环等代谢过程中，都有伴随着ATP磷酸根的

21、放出或 ADP得到磷酸根的变化这类化学能量高效率的传递方式，指出腺苷三磷酸（ATP）是代谢中能量产生和利用的关键化合物。,一. 氧化磷酸化的机理,1941年Fritz Lipmann引入“高能磷酸键 (P)”的概念。1949年美国生化学家Eugene Kennedy和Albert Lehninger发现线粒体含有三羧酸循环和呼吸链所需要的全部酶系统，并且发现生物氧化与ADP磷酸化相偶联构成了氧化磷酸化。但是，NADH的氧化和电子传递过程是如何与ADP磷酸化生成ATP反应偶联起来一直不清楚。,一. 氧化磷酸化的机理,关于这一问题目前至少有三种假说,比较著名的假说有三个： 化学偶联假说 构象偶联假

22、说 化学渗透学说 目前得到公认的是“化学渗透学说”。,这个假说是1953年由Edward Slater最先提出。假说认为在NADH氧化和电子传递过程中产生了一种活泼的高能共价中间物，通过此中间物进一步氧化产生的能量来驱动ATP的合成。这一假说完全是依据底物水平磷酸化机理提出的，例如在糖酵解中，由3-磷酸甘油醛脱氢酶催化的反应就产生了一种活泼且具有高能磷酸基转移势能的酰基磷酸化合物1，3-二磷酸甘油，随后其分子中的高能磷酸基团在磷酸甘油酸激酶的作用下被转移到ADP生成ATP。虽然在糖酵解过程中存在这种例证，但是人们至今未能在线粒体中分离到与之相类似的高能共价中间物。,化学偶联假说 Chemica

23、l coupling hypothesis,这个假说是1964年由P.D.Boyer提出。该假说认为作为电子传递体的蛋白质有两种不同的构象：低能构象和高能构象。电子传递的结果使低能构象转变为高能构象，后者再将能量传递给F0-F1-ATP合成酶，使之也发生构象变化，从而推动ADP磷酸化形成ATP。这种假说有一定的实验根据，在电子沿呼吸链流动时，观察到线粒体内膜发生迅速的物理变化，但由于测定构象比较困难，支持这个假说的实验太少。,构象偶联假说 Conformational coupling hypothesis,英国生物化学家Peter D Mitchell在1961年提出化学渗透假说，由于该假说

24、提出后逐渐拥有越来越多的实验证据，因而成为目前解释氧化磷酸化偶联机理最为公认的一种假说，并且Peter Mitchell因提出该假说而获得了1978年的诺贝尔化学奖。,化学渗透学说 Chemiosmotic hypothesis,电子传递体在线粒体内膜上有着不对称分布，传氢体和传电子体交替排列，催化是定向的；,化学渗透学说 Chemiosmotic hypothesis,一. 氧化磷酸化的机理,复合物I、III、IV将H+从基质内泵向内膜的外侧，而将电子传向其后的电子传递体；,化学渗透学说,一. 氧化磷酸化的机理,内膜对质子不具有通透性，这样在内膜两侧形成质子浓度梯度，这就是推动ATP合成的原

25、动力；,化学渗透学说,一. 氧化磷酸化的机理,当存在足够高的跨膜质子化学梯度时，强大的质子流通过F1-F0-ATPase进入基质时，释放的自由能推动ATP合成。,化学渗透学说,一. 氧化磷酸化的机理,F1：球形头部，伸入线粒体基质，由五种亚基组成33 ,是ATP合酶的催化部分； F0: 横贯线粒体内膜，含有质子通道，由十多种亚基组成。位于F1与F0之间的柄含有寡霉素敏感性蛋白。,F1-F0-ATPase复合物,一. 氧化磷酸化的机理,由上述化学渗透假说可知，该模型必需具备两个条件：一是线粒体内膜必须是质子不能透过的封闭系统，否则质子梯度将不复存在；二是要求呼吸链和ATP合酶在线粒体内膜中定向地

26、组织在一起，并定向地传递质子、电子和进行氧化磷酸化反应。,一. 氧化磷酸化的机理,目前这两方面都获得了一些实验证据，例如能携带质子穿过线粒体内膜的物质（如2,4-二硝基苯酚）可破坏线粒体内膜对质子的透性壁垒，使质子电化学梯度消失。 另外根据测算，膜间隙的pH较内膜低1.4个单位，并且线粒体内膜两侧原有的外正内负跨膜电位升高。,一. 氧化磷酸化的机理,F1-F0-ATPase复合物,P/O(磷氧比)：在生物氧化过程中，伴随ADP磷酸化所消耗的无机磷酸的磷原子数与消耗的分子氧的氧原子数之比。即每消耗1个氧原子所产生的ATP的分子数或一对电子通过呼吸链传递至O2所产生的ATP分子数。,二. 氧化磷酸

27、化的P/O比,测定结果表明： NADH经呼吸链完全氧化时，P/O为 3，即1分子的NADH通过呼吸链将电子最终传递给O2可产生 3 个ATP；,二. 氧化磷酸化的P/O比,经过几种不同底物在离体线粒体实验中测得： 琥珀酸 P/O = 1.7 苹果酸P/O = 3.0 由此确定NADH呼吸链中有三个偶联部位： NADH-CoQ Cytb - Cytc Cytaa3 - O2 而琥珀酸呼吸链中只有二个偶联部位： Cytb - Cytc Cytaa3 - O2,琥珀酸（ FAD- Fe.S） NADHFMN.Fe.SCoQCytbCytc1CytcCytaa3O2 （-0.32 -0.12 +0.1

28、0 +0.04 +0.23 +0.25 +0.29 +0.8） E0=0.33V E0=0.31V E0 =0.58V G0= - 63.7 = -59.8 = -110 (KJ/mol) (ATP-30.54 KJ/mol),2. 电位变化测定：,二. 氧化磷酸化的P/O比,FADH2经呼吸链完全氧化时，P/O为 2，即1分子的FADH2通过呼吸链将电子最终传递给O2可产生 2 个ATP。,为什么？,二. 氧化磷酸化的P/O比,为什么？,二. 氧化磷酸化的P/O比,但是, 近年来很多实验结果都证明，以NADH作为电子供体时，测得的P/O比值大于2。以琥珀酸作为电子供体时，侧得的P/O比值大于

29、1；所以P/O比值不一定是整数。例如，-羟丁酸经过NADH途径的P/O比值为2.42.6，产生的ATP数目为2.5；而琥珀酸经过FADH2的P/O比值为1.7，产生的ATP数目为1.5。,二. 氧化磷酸化的P/O比,因此，虽然电子转移伴随着ATP的合成，但不能仅以P/O比值作为ATP生成数的依据，而应考虑一对电子从NADH或FADH2传递到氧的过程中，有多少质子从线粒体基质泵出，以及有多少质子必须通过ATP合酶返回基质以用于ATP的合成，这样才能从本质上确定ATP的生成数量。,二. 氧化磷酸化的P/O比,目前被广泛接受的观点是：ATP、ADP和无机磷酸通过线粒体内膜的转运是由ATP-ADP载体

30、和磷酸转位酶催化的。已知每合成1个ATP需要3个质子通过ATP合酶。与此同时，把一个ATP分子从线粒体基质转运到胞液需要消耗1个质子，所以每形成1个分子的ATP就需要4个质子的流动。因此，如果一对电子通过NADH电子传递链可泵出10个质子，则可形成2.5 个分子ATP；如果一对电子通过FADH2电子传递链有6个质子泵出，则可形成1.5个ATP分子。,1. 解偶联剂,解偶联剂（uncoupler）是指那些不阻断呼吸链的电子传递，但能抑制ADP通过磷酸化作用转化为ATP的化合物。它们也被称为氧化磷酸化解偶联剂。 最早发现的一个解偶联剂是2, 4-二硝基苯酚（2, 4-dinitrophenol,

31、DNP），它是一种弱酸性亲脂化合物，在pH7条件下，DNP以解离形式存在，不能通过线粒体内膜。但是在酸性环境中，DNP转变为脂溶性的非解离形式，可携带质子透过线粒体内膜。这样就破坏了电子传递形成的跨膜质子电化学梯度,三、氧化磷酸化的抑制,1. 解偶联剂,在解偶联剂存在时，电子沿呼吸链的传递能正常进行，但不能偶联产生ATP，这样就使电子传递所产生的自由能以热能的形式被消耗。由于DNP解偶联剂只专一性地抑制与呼吸链相偶联的ATP的形成过程，因此，它不会影响底物水平的磷酸化。,三、氧化磷酸化的抑制,这类化合物直接作用于ATP合酶复合体，从而抑制ATP的合成。 它们使膜外质子不能通过ATP合酶复合体返

32、回膜内，使膜内质子继续泵出到膜外显然越来越困难，最后不得不停止，所以这类抑制剂间接抑制了电子传递和分子氧的消耗。 寡霉素 属于此类抑制剂，它与F0的一个亚基结合而抑制F1。,2. 氧化磷酸化抑制剂,三、氧化磷酸化的抑制,3.离子载体抑制剂,离子载体抑制剂（ionophore）是指那些能与某种离子结合，并作为这些离子的载体携带离子穿过线粒体内膜的脂双层进入线粒体的化合物。 这类抑制剂均是脂溶性物质，它们与解偶联剂的区别在于它们能结合除H+以外的其它一价阳离子，例如缬氨霉素（Valinomycin）可结合K+，短杆菌肽可结合K+、Na+和其它一价阳离子穿过线粒体内膜。因此离子载体抑制剂增大了线粒体

33、内膜对一价阳离子的通透性，从而破坏了膜两侧的电位梯度，最终导致氧化磷酸化过程被抑制。,三、氧化磷酸化的抑制,四. 电子传递抑制剂,凡是能够阻断电子传递链中某部位电子传递的物质称为电子传递抑制剂，由于阻断部位物质的氧化还原状态能被测定，所以利用电子传递抑制剂是研究电子传递顺序的重要方法，下面列举了若干种常见的重要的电子传递抑制剂。,1、鱼藤酮等 阻断从NADH向CoQ的传递,鱼藤酮（rotenone）、安密妥（amytal）、杀粉蝶菌素（piericidine）等。它们的作用是抑制复合物I，阻断电子由NADH向CoQ的传递，但不影响FADH2到CoQ的氢传递。鱼藤酮是一种极毒的植物毒素，常用作杀虫剂。,四. 电子传递抑制剂,2、抗霉素A 阻断复合物III的电子传递,抗霉素A（antimycin A），它是从灰色链球菌分离出的一种抗生素，抑制复合物的电子传递，即阻断细胞色素还原酶中电子的传递，从而抑制了电子从还原型的CoQ（QH2）到细胞色素c