生物氧化生化甲课时

1、1 第八章第八章 生物氧化生物氧化 Biological Oxidation 2 物质在生物体内进行氧化称物质在生物体内进行氧化称生物氧化生物氧化(biological oxidation)，主要指糖、脂肪、蛋白质等在体内分解，主要指糖、脂肪、蛋白质等在体内分解 时逐步释放能量，最终生成时逐步释放能量，最终生成CO2 和和 H2O的过程。的过程。 糖糖 脂肪脂肪 蛋白质蛋白质 CO2和和H2O O2 能量能量 ADP+Pi ATP 热能热能 n生物氧化的概念生物氧化的概念 3 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

2、吸链 ADP+Pi ATP n 生物氧化的一般过程生物氧化的一般过程 NADH、FADH2 4 第一节第一节 氧化呼吸链是由具有电子传递功能氧化呼吸链是由具有电子传递功能 的复合体组成的复合体组成 5 生物体将生物体将NADH+H+和和FADH2彻底氧化生成水彻底氧化生成水 和和ATP的过程与细胞的呼吸有关，需要消耗氧，参的过程与细胞的呼吸有关，需要消耗氧，参 与氧化还原反应的组分由与氧化还原反应的组分由含辅助因子的多种蛋白含辅助因子的多种蛋白 酶复合体酶复合体组成，形成一个连续的传递链，因此称组成，形成一个连续的传递链，因此称 为氧化呼吸链（为氧化呼吸链（oxidative respirat

3、ory chain）。也）。也 称称电子传递链电子传递链(electron transfer chain)。 n氧化呼吸链的定义氧化呼吸链的定义 电子传递过程释放的能量驱动电子传递过程释放的能量驱动H+移出线粒体移出线粒体 内膜，转变为跨内膜内膜，转变为跨内膜H+梯度的能量，再用于梯度的能量，再用于ATP 的生物合成。的生物合成。 flash 6 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质量质量 (kD) 多肽多肽 链数链数 功能辅基功能辅基含结合位点含结合位点 复合体复合体NADH-泛醌泛醌 还原酶还原酶 85039FMN，Fe-SNADH（基质侧）（基质侧） Co

4、Q（脂质核心）（脂质核心） 复合体复合体琥珀酸琥珀酸-泛醌泛醌 还原酶还原酶 1404FAD，Fe-S琥珀酸（基质侧）琥珀酸（基质侧） CoQ（脂质核心）（脂质核心） 复合体复合体泛醌泛醌-细胞色细胞色 素素C还原酶还原酶 25011血红素血红素bL, bH, c1, Fe-S Cyt c（膜间隙侧）（膜间隙侧） 复合体复合体细胞色素细胞色素C氧氧 化酶化酶 16213血红素血红素a，a3， CuA, CuB Cyt c（膜间隙侧）（膜间隙侧） 泛醌、泛醌、Cyt cCyt c不包含在上述四种复合体中。不包含在上述四种复合体中。 一、氧化呼吸链由一、氧化呼吸链由4 4种具有传递电子能种具有传递

5、电子能 力的复合体组成力的复合体组成 7 Cytc ox NADH+H+ NAD+ 1/2O2+2H+ H2O 膜间隙腔膜间隙腔 基质侧基质侧 线粒体内膜线粒体内膜 QH2 Q 延胡索酸延胡索酸 琥珀酸琥珀酸 4H+ 4H+ 4H+ 4H+ Cytc ox Cytc red Cytc red 2H+ 2H+ 电子传递链各复合体在线粒体内膜中的位置电子传递链各复合体在线粒体内膜中的位置 8 复合体复合体又称又称NADH-NADH-泛醌还原酶泛醌还原酶或或NADHNADH脱氢脱氢 酶，接受来自酶，接受来自NADH+HNADH+H+ +的电子并转移给泛醌的电子并转移给泛醌 （ubiquinoneub

6、iquinone）。）。 复合体复合体可催化两个同时进行的过程：可催化两个同时进行的过程： 电子传递：电子传递： NADHFMNFe-S CoQNADHFMNFe-S CoQ 质子的泵出：复合体质子的泵出：复合体有质子泵功能，每传递有质子泵功能，每传递2 2个电子个电子 可将可将4 4个个H H+ +从内膜基质侧泵到胞浆侧。从内膜基质侧泵到胞浆侧。 （一）（一） 复合体复合体将将NADH+H+中的电子传递中的电子传递 给泛醌给泛醌 9 NAD+和和NADP+的结构的结构 R=H: NAD+; R=H2PO3: NADP+ 10 NAD+（NADP+）和）和NADH（NADPH）相互转变）相互转

7、变 氧化还原反应时变化发生在氧化还原反应时变化发生在五价氮五价氮和和三价氮三价氮之间。之间。 烟酰胺芳环为双电子传递体烟酰胺芳环为双电子传递体 11 FMN结构中含结构中含核黄素核黄素，发挥功能的部位是，发挥功能的部位是异咯异咯 嗪环嗪环，氧化还原反应时不稳定中间产物是，氧化还原反应时不稳定中间产物是FMN。在。在 可逆的氧化还原反应中显示可逆的氧化还原反应中显示3种分子状态，属于种分子状态，属于单、单、 双电子传递体。双电子传递体。 . 12 铁硫蛋白中辅基铁硫蛋白中辅基铁硫中心铁硫中心(Fe-S)含有等量铁原含有等量铁原 子和硫原子，其中一个铁原子可进行子和硫原子，其中一个铁原子可进行Fe

8、2+ Fe3+e 反应传递电子。反应传递电子。属于单电子传递体属于单电子传递体。 表示无机硫表示无机硫 13 泛醌（辅酶泛醌（辅酶Q, CoQ, QQ, CoQ, Q），），小分子，脂溶性醌类小分子，脂溶性醌类 化合物化合物，可在线粒体内膜自由扩散可在线粒体内膜自由扩散, ,在生物氧化中是在生物氧化中是 一种递氢体。一种递氢体。 14 复合体复合体的功能的功能 NADH+H+ NAD+ FMN FMNH2 还原型还原型Fe-S 氧化型氧化型Fe-S Q QH2 电子传递：电子传递：NADHFMNFe-S CoQNADHFMNFe-S CoQ 质子的泵出：复合体质子的泵出：复合体有质子泵功能，每

9、传递有质子泵功能，每传递2 2个电子个电子 可将可将4 4个个H H+ +从内膜基质侧泵到胞浆侧。从内膜基质侧泵到胞浆侧。 15 复合体复合体是三羧酸循环中的是三羧酸循环中的琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶，又，又 称称琥珀酸琥珀酸-泛醌还原酶泛醌还原酶。 电子传递：电子传递：琥珀酸琥珀酸FADFe-S CoQ 复合体复合体传递电子释放的自由能较小，不足以传递电子释放的自由能较小，不足以 H+将泵出线粒体内膜，因此将泵出线粒体内膜，因此没有没有H+泵的功能泵的功能。 （二）复合体（二）复合体将电子从琥珀酸传递到泛醌将电子从琥珀酸传递到泛醌 16 17 （三）复合体（三）复合体将电子从还原型泛醌传递给细

10、将电子从还原型泛醌传递给细 胞色素胞色素c c 复合体复合体又叫又叫泛醌泛醌-细胞色素细胞色素C还原酶还原酶。人复合人复合 体体含有细胞色素含有细胞色素b(b562, b566)、细胞色素、细胞色素c1和和 一种可移动的铁硫蛋白一种可移动的铁硫蛋白(Rieske protein)。 泛醌泛醌从复合体从复合体、募集还原当量和电子并穿募集还原当量和电子并穿 梭传递到复合体梭传递到复合体。 电子传递过程：电子传递过程：CoQH2(Cyt bLCyt bH) Fe-S Cyt c1Cyt c 18 细胞色素细胞色素(cytochrome, Cyt) 细胞色素是一类以细胞色素是一类以铁卟啉为辅基的催化电

11、子传铁卟啉为辅基的催化电子传 递的酶类递的酶类，根据它们吸收光谱和最大吸收波长不同，根据它们吸收光谱和最大吸收波长不同 而分类。而分类。 19 复合体复合体的电子传递通过的电子传递通过“Q循环循环”实现。每实现。每 2分子分子QH2通过通过Q循环，生成循环，生成1分子分子QH2和和1分子分子 Q，将，将2个电子传过个电子传过2分子分子Cyt c，同时复合体，同时复合体 向内膜胞浆侧释放向内膜胞浆侧释放4个个H+，复合体复合体也有质子也有质子 泵作用泵作用。 Cyt c是是呼吸链唯一水溶性球状蛋白呼吸链唯一水溶性球状蛋白，不包含，不包含 在复合体中。将获得的电子传递到复合体在复合体中。将获得的电

12、子传递到复合体。 20 人复合体人复合体又称又称细胞色素细胞色素C氧化酶氧化酶(cytochrome c oxidase)。 电子传递电子传递：Cyt cCuACyt aCyt a3 CuB O2 CuA和和Cyt a3CuB形成活性双核中心，将电子传形成活性双核中心，将电子传 递给递给O2。 复合体复合体也也有质子泵功能，有质子泵功能，每传递每传递2个电子使个电子使2个个 H+跨内膜向胞浆侧转移跨内膜向胞浆侧转移 。 （四）复合体（四）复合体将电子从细胞色素将电子从细胞色素C传递给氧传递给氧 21 复复 合合 体体 的的 电电 子子 传传 递递 过过 程程 细胞色素细胞色素c氧化酶氧化酶Cu

13、B-Cyta3中心使中心使O2还原成水的过程，还原成水的过程， 有强氧化性中间物始终和双核中心紧密结合，不会引起细胞有强氧化性中间物始终和双核中心紧密结合，不会引起细胞 损伤。损伤。 22 1、NADH氧化呼吸链氧化呼吸链 NADH 复合体复合体CoQ 复合体复合体Cyt c 复合体复合体O2 2 2、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 CoQ 复合体复合体Cyt c 复合体复合体O2 二、二、NADH和和FADH2是氧化呼吸链的电子是氧化呼吸链的电子 供体供体 根据电子供体及其传递过程，目前认为，氧化根据电子供体及其传递过程，目前认为，氧化 呼吸链有两条途径：呼吸

14、链有两条途径： 23 NADH FMN (Fe-S) 琥珀酸琥珀酸 FAD (Fe-S) CoQCyt bCyt c1Cyt cCyt aa3O2 NADH氧化呼吸链氧化呼吸链 FADH2氧化呼吸链氧化呼吸链 各复合体传递各复合体传递2个电子的同时分别泵出多少个个电子的同时分别泵出多少个H+ 到膜间隙？到膜间隙？ 24 标准氧化还原电位标准氧化还原电位 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 将呼吸链拆开和重组将呼吸链拆开和重组 氧化呼吸链各组分的顺序排列是由以下实氧化呼吸链各组分的顺序排列是由以下实 验确定的验确定的 25 呼吸链中各种氧化还原对的标准氧化

15、还原电位呼吸链中各种氧化还原对的标准氧化还原电位 氧化还原对氧化还原对E0(V)氧化还原对氧化还原对E0(V) NAD+ /NADN+H+0.32Cyt c1 Fe3+ /Fe2+0.22 FMN /FMNH20.219Cyt c Fe3+ /Fe2+0.254 FAD /FADH20.219Cyt a Fe3+ /Fe2+0.29 Cyt bL(bH) Fe3+/Fe2+0.05(0.10)Cyt a3 Fe3+ /Fe2+0.35 Q10 /Q10H20.061/2O2 /H2O0.816 26 第二节第二节 氧化磷酸化将氧化呼吸链释能与氧化磷酸化将氧化呼吸链释能与 ADP磷酸化偶联生成磷

16、酸化偶联生成ATP 27 底物水平磷酸化底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation) 与脱氢反应偶联，生成底物分子的高能键，使与脱氢反应偶联，生成底物分子的高能键，使 ADP(GDP)磷酸化生成磷酸化生成ATP(GTP)的过程。不经的过程。不经 电子传递。电子传递。 氧化磷酸化氧化磷酸化 (oxidative phosphorylation)是指代谢是指代谢 物脱下的氢，经呼吸链电子传递释放能量，并偶物脱下的氢，经呼吸链电子传递释放能量，并偶 联联ADP磷酸化，生成磷酸化，生成ATP，又称为，又称为偶联磷酸化偶联磷酸化。 nATP生成方式生成方式 28 一、

17、氧化磷酸化偶联部位在复合体一、氧化磷酸化偶联部位在复合体、 、内内 根据根据P/O比值比值 自由能变化自由能变化: G=-nFE 氧化磷酸化偶联部位：氧化磷酸化偶联部位：复合体复合体、 29 线线粒粒体体离离体体实实验验测测得得的的一一些些底底物物的的P/O比比值值 底底 物物呼呼吸吸链链的的组组成成P/O比比值值可可能能生生成成的的 ATP数数 -羟羟丁丁酸酸NAD+复复合合体体CoQ复复合合体体2.5 2.5 Cyt c复复合合体体O2 琥琥珀珀酸酸复复合合体体CoQ复复合合体体1.5 1.5 Cyt c复复合合体体O2 抗抗坏坏血血酸酸Cyt c复复合合体体O20.88 1 细细胞胞色色

18、素素c (Fe2+) 复复合合体体O20.61-0.68 1 （一）（一）P/O 比值比值 指氧化磷酸化过程中，每消耗指氧化磷酸化过程中，每消耗1/2摩尔摩尔O2所需所需 要磷酸的摩尔数（或一对电子通过氧化呼吸链传要磷酸的摩尔数（或一对电子通过氧化呼吸链传 递给氧所生成递给氧所生成ATP分子数）。分子数）。 30 NADH FMN (Fe-S) 琥珀酸琥珀酸 FAD (Fe-S) CoQCyt bCyt cCyt cCyt aa3O2 2.5 ATP 1.5ATP 1 ATP 氧化磷酸化偶联部位氧化磷酸化偶联部位 31 （二）自由能变化（二）自由能变化 根据热力学公式，根据热力学公式，pH7.

19、0时标准自由能变化时标准自由能变化 (G0)与还原电位变化与还原电位变化(E0)之间有以下关系：之间有以下关系： n为传递电子数；为传递电子数；F为法拉第常数为法拉第常数(96.5kJ/molV) G0 = -nFE0 电子传递链自由能变化电子传递链自由能变化 区区段段 电电位位变变化化 (E) 自自由由能能变变化化 G=-nFE 能能否否生生成成ATP (G是是否否大大于于30.5KJ) Cyt aa3O2 0.53V 102.3KJ/mol 能能 NAD+CoQ0.36V 69.5KJ/mol 能能 CoQCyt c 0.21V 40.5KJ/mol 能能 32 ATP ATP ATP 氧

20、化磷酸化偶联部位氧化磷酸化偶联部位 NADH FMN (Fe-S) 琥珀酸琥珀酸 FAD (Fe-S) CoQCyt bCyt cCyt cCyt aa3O2 33 二、氧化磷酸化偶联机制是产生跨线粒二、氧化磷酸化偶联机制是产生跨线粒 体内膜的质子梯度体内膜的质子梯度 化学渗透假说化学渗透假说(chemiosmotic hypothesis) 电子经呼吸链传递时，可将质子电子经呼吸链传递时，可将质子(H+)从线粒从线粒 体内膜的基质侧泵到内膜膜间隙侧，产生膜内体内膜的基质侧泵到内膜膜间隙侧，产生膜内 外质子电化学梯度储存能量。当质子顺浓度梯外质子电化学梯度储存能量。当质子顺浓度梯 度回流时驱动

21、度回流时驱动ADP与与Pi生成生成ATP。 Peter Mitchell(1920-1992) 1961年提出化学渗透假说，年提出化学渗透假说，1978年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖 34 氧化磷酸化依赖于完整封闭的线粒体内膜；氧化磷酸化依赖于完整封闭的线粒体内膜； 线粒体内膜对线粒体内膜对H+、OH 、 、K 、 、Cl 离子是不通 离子是不通 透的；透的； 电子传递链可驱动质子移出线粒体，形成可测定电子传递链可驱动质子移出线粒体，形成可测定 的跨内膜电化学梯度；的跨内膜电化学梯度； 增加线粒体内膜外侧酸性可导致增加线粒体内膜外侧酸性可导致ATP合成，而线合成，而线 粒体内膜加入使质子通过物质

22、可减少内膜质子梯粒体内膜加入使质子通过物质可减少内膜质子梯 度，结果电子虽可以传递，但度，结果电子虽可以传递，但ATP生成减少。生成减少。 n化学渗透假说已经得到广泛的实验支持。化学渗透假说已经得到广泛的实验支持。 F0 F1 Cyt c Q NADH+H+ NAD+ 延胡索酸延胡索酸 琥珀酸琥珀酸 H+ 1/2O2+2H+ H2O ADP+Pi ATP 4H+ 2H+ 4H+ 胞液侧胞液侧 基质侧基质侧 + + + + + + + + + + - - - - - - - - - 电子传递过程电子传递过程复合体复合体 (4H+) 、 (4 H+)和和 (2H+)有质子泵功能有质子泵功能。 H+

23、:ATP=3:1 36 三、质子顺浓度梯度回流释放能量用于三、质子顺浓度梯度回流释放能量用于 合成合成 ATP F1：亲水部分：亲水部分 （动物：（动物：33亚基复合体，亚基复合体，OSCP、 IF1 亚基），线粒体内膜的基质侧颗粒状突起，），线粒体内膜的基质侧颗粒状突起， 催化催化ATP合成合成。 F0：疏水部分：疏水部分（ab2c912亚基，动物还有其他辅助亚亚基，动物还有其他辅助亚 基），镶嵌在线粒体内膜中，形成基），镶嵌在线粒体内膜中，形成跨内膜质子跨内膜质子 通道通道 。 nATP合酶（复合体合酶（复合体）结构组成）结构组成 ATP合酶 38 nATP合酶组成可旋转的发动机样结构合酶

24、组成可旋转的发动机样结构 F0的的2个个b亚基的一端锚定亚基的一端锚定F1的的亚基，另一端通过亚基，另一端通过 和和33稳固结合，使稳固结合，使a、b2和和33、亚基组成稳亚基组成稳 定的定的定子部分定子部分。 部分部分和和亚基共同形成穿过亚基共同形成穿过33间中轴，间中轴，还与还与1个个 亚基疏松结合作用，下端与嵌入内膜的亚基疏松结合作用，下端与嵌入内膜的c亚基环亚基环 紧密结合。紧密结合。c亚基环、亚基环、和和亚基组成亚基组成转子部分转子部分。 质子质子顺梯度向基质顺梯度向基质回流回流时，转子部分相对定子部时，转子部分相对定子部 分旋转，使分旋转，使ATP合酶利用释放的能量合酶利用释放的能

25、量合成合成ATP。 39 当当H+顺浓度递度经顺浓度递度经F0中中a亚基和亚基和c亚基之间回流时，亚基之间回流时， 亚基发生旋转亚基发生旋转，3个个亚基的构象发生改变亚基的构象发生改变。 ATP合酶的工作机制合酶的工作机制 nATP合成的结合变构机制合成的结合变构机制(binding change mechanism) 40 四、四、ATP在能量代谢中起核心作用在能量代谢中起核心作用 细胞内代谢反应都是依序进行、能量逐步得失。细胞内代谢反应都是依序进行、能量逐步得失。 ATP称之为称之为高能磷酸化合物高能磷酸化合物，可，可直接直接为细胞的为细胞的 各种生理活动提供能量，同时也有利于细胞对各种生

26、理活动提供能量，同时也有利于细胞对 能量代谢进行严格调控。能量代谢进行严格调控。 生物体能量代谢有其明显的特点。生物体能量代谢有其明显的特点。 41 n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25KJ/mol的磷酸酯的磷酸酯 键，常表示为键，常表示为 P。 n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 42 化合物化合物 E0 kJ/mol(kcal/mol) 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸61.9(14.8) 氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸51.4(12.3) 1，3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸49.3(11.8) 磷酸肌酸磷酸肌酸43.1(1

27、0.3) ATP ADPPi30.5(7.3) 乙酰辅酶乙酰辅酶A31.5(7.5) ADP AMPPi27.6(6.6) 焦磷酸焦磷酸27.6(6.6) 葡糖葡糖-1-磷酸磷酸20.9(5.0) 一些重要有机磷酸化合物水解释放的标准自由能一些重要有机磷酸化合物水解释放的标准自由能 43 （一）（一）ATP是体内能量捕获和释放利用的重要是体内能量捕获和释放利用的重要 分子分子 ATP是体内最重要的高能磷酸化合物，是细胞是体内最重要的高能磷酸化合物，是细胞 可可直接利用直接利用的能量形式。的能量形式。 ATP在生物能学上最重要的意义在于，在生物能学上最重要的意义在于，通过其通过其 水解反应释放大

28、量自由能和需要供能的反应偶水解反应释放大量自由能和需要供能的反应偶 联，使这些反应在生理条件下完成联，使这些反应在生理条件下完成。 44 核苷二磷酸激酶的作用核苷二磷酸激酶的作用 ATP + UDP ADP + UTP ATP + CDP ADP + CTP ATP + GDP ADP + GTP 腺苷酸激酶的作用腺苷酸激酶的作用 ADP + ADP ATP + AMP （二）（二）ATP是体内能量转移和磷酸核苷化合物是体内能量转移和磷酸核苷化合物 相互转变的核心相互转变的核心 45 （三）（三）ATP通过转移自身基团提供能量通过转移自身基团提供能量 因为因为ATP分子中的高能磷酸键水解释放能

29、量多，分子中的高能磷酸键水解释放能量多， 易释放易释放Pi、PPi基团，很多酶促反应由基团，很多酶促反应由ATP通通 过共价键与底物或酶分子相连，将过共价键与底物或酶分子相连，将ATP分子中分子中 的的Pi、PPi或者或者AMP基团转移到底物或酶蛋白基团转移到底物或酶蛋白 上而形成中间产物，经过化学转变后再将这些上而形成中间产物，经过化学转变后再将这些 基团水解而形成终产物。基团水解而形成终产物。 46 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。 （四）磷酸肌酸是高能键能量的储存形式（四）磷酸肌酸是高能键能量的储存形式 47 ATP的生成、储存

30、和利用的生成、储存和利用 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化 机械能机械能( (肌肉收缩肌肉收缩) ) 渗透能渗透能( (物质主动转运物质主动转运) ) 化学能化学能( (合成代谢合成代谢) ) 电能电能( (生物电生物电) ) 热能热能( (维持体温维持体温) ) 生物体内能量的储存和生物体内能量的储存和 利用都以利用都以ATP为中心。为中心。 48 一、体内能量状态可调节氧化磷酸化速率一、体内能量状态可调节氧化磷酸化速率 氧化磷酸化是机体合成能量载体氧化磷酸化是机体合成能量载体ATPATP的最主要的最主要 的途径，因此机体根据能

31、量需求调节氧化磷的途径，因此机体根据能量需求调节氧化磷 酸化速率，从而调节酸化速率，从而调节ATPATP的生成量。的生成量。 ATP/ADPATP/ADP对糖代谢的调节对糖代谢的调节 。 第三节第三节 氧化磷酸化的影响因素氧化磷酸化的影响因素 49 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阻断呼吸链中某些部位电子传 递。如鱼藤酮、氰化物、递。如鱼藤酮、氰化物、CO等。等。 2. ATP合酶抑制剂合酶抑制剂 对电子传递及对电子传递及ATP合酶均有合酶均有 抑制作用。如寡霉素。抑制作用。如寡霉素。 3. 解偶联剂解偶联剂 使氧化与磷酸化偶联过程脱离。如使氧化与磷酸化偶联过程脱离。

32、如 解偶联蛋白、解偶联蛋白、2，4-二硝基酚。二硝基酚。 二、抑制剂可阻断氧化磷酸化过程二、抑制剂可阻断氧化磷酸化过程 50 化学渗透示意图及各种抑制剂对电子传递链的影响化学渗透示意图及各种抑制剂对电子传递链的影响 51 不同底物和抑制剂对线粒体氧耗的影响不同底物和抑制剂对线粒体氧耗的影响 52 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） 新生儿硬肿症，缺乏棕色脂肪组织，皮下脂肪凝固新生儿硬肿症，缺乏棕色脂肪组织，皮下脂肪凝固 导致导致 Cyt c Q 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 53 四、线粒体四、

33、线粒体DNA突变可影响机体氧化磷酸突变可影响机体氧化磷酸 化功能。化功能。 线粒体线粒体DNA（mtDNA）呈裸露的环状双螺旋结）呈裸露的环状双螺旋结 构，缺乏蛋白质保护和损伤修复系统，容易受到构，缺乏蛋白质保护和损伤修复系统，容易受到 损伤而发生突变，其突变率远高于核内的基因组损伤而发生突变，其突变率远高于核内的基因组 DNA。 电子传递链的复合体部分亚基由线粒体电子传递链的复合体部分亚基由线粒体DNA编编 码。码。 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。 三、甲状腺激素可促进氧化磷酸化和产热三、甲状腺激素可促进氧化磷酸化和产热 54 五、线粒体的内膜

34、选择性协调转运氧五、线粒体的内膜选择性协调转运氧 化磷酸化相关代谢物化磷酸化相关代谢物 线粒体外膜通透性高，线粒体对物质通线粒体外膜通透性高，线粒体对物质通 过的选择性主要依赖于内膜中不同转运蛋白过的选择性主要依赖于内膜中不同转运蛋白 (transporter)对各种物质的转运。对各种物质的转运。 55 转运蛋白转运蛋白进入线粒体进入线粒体出线粒体出线粒体 ATP-ADP转位酶转位酶ADP3-ATP4- 磷酸盐转运蛋白磷酸盐转运蛋白H2PO4- + H+ 二羧酸转运蛋白二羧酸转运蛋白HPO42-苹果酸苹果酸 -酮戊二酸转运蛋白酮戊二酸转运蛋白苹果酸苹果酸-酮戊二酸酮戊二酸 天冬氨酸天冬氨酸-谷氨酸转运蛋白谷氨酸转运蛋白谷氨酸谷