《生物化学》课程教学资源（讲义）氧化磷酸化

细胞色素C Intermembran心膜间舵(P倒，正枝) space (Pside) CoQ,泛晟 0+2rL0 NADH+H NAD* arate Matrix (N side) 琥珀酸延胡酸 基质(N侧，负极) 复合体虹 复合体正 复合体Ⅲ： 复合体IV NADH:泛醌氧化还 琥珀酸脱氨酶 泛醌：细胞色素c氧化 细胞色素氧化酶 原酶 还原酶 捕助因子： 辅助因子： 捕助因子： 捕助因子 FMN→Fe-S FAD→Fe-S Fe-S,血红素 血红素，Cu离子 每一个电子对传送至Q 2个电子传送至Q 每一个电子对传送至细 4c+4H结合到 驱使4H+系出 胞色素C塑使4H+系出 O2形成2H2O: 4个H从基质系出

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氧化呼吸链的排列顺序 Cytc e 膜间隙 e 线粒体内膜 基质侧 NADH+H* 延胡索酸 H,O 1/202+2Ht NAD+ 琥珀酸 2014-10-31 2

2014-10-31 2 膜间隙 基质侧 线粒体内膜 氧化呼吸链的排列顺序 Q 1/2O2+2H+ H2O Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅳ 延胡索酸 琥珀酸 e- Cytc e- e- e- e- NADH+H+ NAD+

1.NADH氧化呼吸链： 丙酮酸 -酮戊二酸 硫辛酸 ->2e 异柠檬酸) FAD 苹果酸 谷氨酸 NADt→[FMN(Fe-S)】→CoQ→b(fe-S)+c1→c→aa3 羟丁酸 2H 11202 B-羟脂酰CoA 2H+ H20 2014-10-31 3

2014-10-31 3 1．NADH氧化呼吸链： NAD+→[ FMN (Fe-S)]→CoQ→b(Fe-S)→c1→c→aa3 丙酮酸 -酮戊二酸 硫辛酸 FAD 1/2O2 H2O 异柠檬酸 苹果酸 谷氨酸 -羟丁酸 -羟脂酰CoA 2e 2H 2H+

2.琥珀酸氧化呼吸链： α-磷酸甘油 [FAD(FP)] 脂肪酰CoA FAD 琥珀酸 (Fe-S) →CoQ→b(fe-S)→c1→c→aa3→1/202 Cytb J 2H+ H20 2014-10-31 4

2014-10-31 4 2. 琥珀酸氧化呼吸链： 琥珀酸 →CoQ→b(Fe-S)→c1→c→aa3→1/2O2 FAD (Fe-S) Cytb -磷酸甘油 脂肪酰CoA [FAD(FP)] H2O 2e 2H+

两条电子传递链的关系 琥珀酸 ↓ FAD 复合体ⅡPe-Ss Fe-S2 b560 Fe-S-a 复合体I 复合体Ⅲ 复合体V NADH→ Fe-Fe-FeFe- →0→ 2 b Fe-.C →C→Cu,→a→a,→Cu →02 2014-10-31 5

2014-10-31 5 两条电子传递链的关系

第三节 氧化磷酸化 2014-10-31 6

2014-10-31 6 第三节 氧化磷酸化

一、ATP的生成方式 底物水平磷酸化 氧化磷酸化 2014-10-31 7

2014-10-31 7 一、ATP的生成方式 底物水平磷酸化 氧化磷酸化

·生物体能量代谢与整个自然界一样，也要完全 服从热力学定律 如A+B一C+D ·△G=(Gc+GD)-(GA+GB) ·△G=△Go+RTln[C][D]/LA][B] -△G0 反应不能自发进行 2014-10-31 8

2014-10-31 8 • 生物体能量代谢与整个自然界一样，也要完全 服从热力学定律. 如 A+B C+D • ΔG=(GC+GD)-(GA+GB) • ΔG = ΔG0+RTln[C][D]/[A][B] – ΔG0 反应达到平衡 反应自发进行 反应不能自发进行

(一)底物水平磷酸化 1.定义：由底物分子因脱氢或脱水而使分 子内部能量重新分配产生的高能磷酸键（ 或高能硫酯键)，在激酶作用下将中间产 物上能量的键能直接转移给ADP（或GDP) 而生成ATP(或GTP)的反应。 2014-10-31 9

2014-10-31 9 （一）底物水平磷酸化 1.定义：由底物分子因脱氢或脱水而使分 子内部能量重新分配产生的高能磷酸键（ 或高能硫酯键），在激酶作用下将中间产 物上能量的键能直接转移给ADP（或 GDP） 而生成 ATP（或 GTP）的反应

·底物水平磷酸化见于下列三个反应： (1) 3磷酸甘油酸激酶 1,3-二磷酸甘油酸+ADP 3-磷酸甘油酸+ATP (2) 丙酮酸激酶 磷酸烯醇式丙酮酸+ADP 丙酮酸+ATP (3) 琥珀酰CoA合成酶 琥珀酰CoA+H3PO,+GDP 琥珀酸+CoA+GTP 2014-10-31 10

2014-10-31 10 • 底物水平磷酸化见于下列三个反应： 1,3-二磷酸甘油酸+ADP 3-磷酸甘油酸+ATP 3-磷酸甘油酸激酶 ⑴ ⑵ 丙酮酸激酶 磷酸烯醇式丙酮酸+ADP 丙酮酸+ATP ⑶ 琥珀酰CoA合成酶 琥珀酰CoA+H3PO4+GDP 琥珀酸+CoA+GTP