《ch氧化磷酸化》PPT课件

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1、Chapter5Oxidativephosphorylation氧化磷酸化生物氧化的三个阶段NADH和FADH2的电子通过一系列电子传递载体传递给O2，由此产生一个跨膜的质子梯度使ADP磷酸化形成ATP。Oxidativephosphorylationisconceptuallysimpleandmechanisticallycomplex!5.1氧化还原电势5.2线粒体与氧化磷酸化5.3电子传递过程和呼吸链5.4氧化磷酸化5.5质子梯度的其它用途5.6通过线粒体内膜的物质运输5.7其他线粒体相关问题5.1氧化还原电势（Oxidation-reduct

2、ionpotential）氧化还原反应氧化还原电子对电极电势、标准电极电势、标准还原势的定义和意义电势与自由能的关系及其意义氧化还原反应A2e+BA+B2eA2e-2e-AB+2e-B2e通常氧化还原反应是同时发生的，但为了方便描述电子的转移，往往把氧化还原反应分为两个半反应（half-reaction）。e-e-Reduced还原型(电子供体)Oxidized氧化型(电子受体)某一化合物的氧化型和还原型，称为一对氧化还原对（redoxpair）。如Zn/Zn2+，Cu2+/Cu。电极电势代表着氧化还原对得失电子的能力。低电极电势的氧化还原对倾向于失去

3、电子，高电极电势的氧化还原对倾向于得到电子。低电极电势高电极电势如何测定电极电势？ε＝E正极－E负极电极电势的测定以标准氢电极（H+/H2）为参照，根据以上公式计算。标准电极电势（ε0）ε0＝E0正极－E0负极（电解质溶液为1质量摩尔浓度，测定条件为25oC，pH=0）一对氧化还原对的标准电极电势（E0）通过把氧化还原对和标准氢电极（H+/H2）组成原电池来测定。在生物化学中，标准电极电势的测定条件是pH7.0，又称为标准还原势（E’0），代表着一对氧化还原对对电子的相对亲和力（affinity），即E’0低，倾向于失去电子，E’0值高，倾向于得到电子

4、。如何从标准还原势（E’0）判断氧化还原反应方向？电子是从低E’0的氧化还原对流向高E’0的氧化还原对。即低E’0的氧化还原对的还原型失去电子，高E’0的氧化还原对的氧化型得到电子。电势与自由能的关系在生物化学反应中，自由能变化意味着一个体系转移电子的能力。自由能变化越大，体系转移电子的能力越强。5.2线粒体与氧化磷酸化线粒体的结构外膜（outmembrane）内膜（innermembrane）：向内折叠为嵴（cristae）膜间腔（intermembranespace）基质（matrix）线粒体是真核细胞氧化磷酸化的部位，在细胞内的分布通常与能量的产

5、生和利用相关。线粒体结构示意图PsideNsideCristae(theconvolutedinnermembraneofmitochondria)iswheretherespiratorychainislocated.5.3电子传递过程和呼吸链5.3.1呼吸链的概念呼吸链：指催化氢（包括电子）传递的酶及辅酶/辅基的连锁反应体系，它们按电子亲和力递增的顺序排列。5.3.2呼吸链的分布部位在原核细胞位于质膜，在真核细胞位于线粒体的内膜。5.3.3与呼吸链相关的电子载体5.3.3.1电子载体传递电子方式：作为氢原子（H＋＋e-），如FAD/FADH2。作为

6、氢负离子（:H-或者H＋＋2e-），如NAD+/NADH。单纯电子（e-），如Fe2+/Fe3+。5.3.3.2电子载体吡啶核苷酸类（pyridinenucleotide）NAD+，NADP+大多数脱氢酶以NAD+为辅酶，有的以NADP+为辅酶，极少数能用NAD+或NADP+两种辅酶。一般说，用于分解代谢的脱氢酶以NAD+为辅酶，NADP+多用于合成代谢。NAD(P)+是水溶性载体，可与相应的脱氢酶可逆结合，甚至转移到另一种脱氢酶。NAD(P)+-脱氢酶NAD(P)+既存在于胞液中，又存在于线粒体中，彼此不能自由通过线粒体内膜(见5.6)。某一部位的N

7、AD(P)+只能与该部位的脱氢酶结合。NAD(P)+以氢负离子形式传递电子。NAD(P)H在340nm处有光吸收，NAD(P)+则没有。NAD(P)+传递电子机制H＋＋2e-H＋:H-Absorptionspectra黄素核苷酸类（flavinnucleotide）FMN，FADFMN/FAD与蛋白质结合紧密（有时候是共价结合），因而结合蛋白通称为黄素蛋白（flavoprotein）。黄素蛋白的还原电势取决于结合的蛋白质，FMN/FAD只是黄素蛋白的活性部位（activesite）。(与NAD(P)+不同)FMN/FAD以氢原子形式传递电子。氧化型FM

8、N/FAD一般在接近570nm处有最大吸收峰，还原型FMNH2/FADH2最大吸收峰偏移至45