复合体Ⅳ的电子传递过程第29页,共85页,星期日,2025年,2月5日细胞色素c氧化酶CuB-Cyta3中心使O2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,不会引起细胞损伤。第四个电子2H2O2H+2++第30页,共85页,星期日,2025年,2月5日标准氧化还原电位拆开和重组特异抑制剂阻断还原状态呼吸链缓慢给氧(二)氧化呼吸链组分按氧化还原电位由低到高的顺序排列由以下实验确定:第31页,共85页,星期日,2025年,2月5日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E0‘(V)氧化还原对E0‘(V)NAD+/NADN+H+-0.32Cytc1Fe3+/Fe2+0.22FMN/FMNH2-0.219CytcFe3+/Fe2+0.254FAD/FADH2-0.219CytaFe3+/Fe2+0.29CytbL(bH)Fe3+/Fe2+0.05(0.10)Cyta3Fe3+/Fe2+0.35Q10/Q10H20.061/2O2/H2O0.816第32页,共85页,星期日,2025年,2月5日1、NADH氧化呼吸链NADH→复合体Ⅰ→Q→复合体Ⅲ→Cytc→复合体Ⅳ→O22、琥珀酸氧化呼吸链琥珀酸→复合体Ⅱ→Q→复合体Ⅲ→Cytc→复合体Ⅳ→O2第33页,共85页,星期日,2025年,2月5日NADHFMN(Fe-S)琥珀酸FAD(Fe-S)CoQCytb→Cytc1→CytcCyta,a3O2NADH氧化呼吸链FADH2氧化呼吸链第34页,共85页,星期日,2025年,2月5日二、氧化磷酸化将氧化呼吸链释能与ADP磷酸化生成ATP偶联氧化磷酸化(oxidativephosphorylation)是指在呼吸链电子传递过程中偶联ADP磷酸化,生成ATP,又称为偶联磷酸化。底物水平磷酸化(substratelevelphosphorylation)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ATP(GTP)的过程。不经电子传递。ATP生成方式第35页,共85页,星期日,2025年,2月5日(一)氧化磷酸化偶联部位在复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ内根据P/O比值自由能变化:⊿Go=-nF⊿Eo氧化磷酸化偶联部位:复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ第36页,共85页,星期日,2025年,2月5日线粒体离体实验测得的一些底物的P/O比值底物呼吸链的组成P/O比值可能生成的ATP数β-羟丁酸NAD+→复合体Ⅰ→CoQ→复合体Ⅲ2.52.5→Cytc→复合体Ⅳ→O2琥珀酸复合体Ⅱ→CoQ→复合体Ⅲ1.51.5→Cytc→复合体Ⅳ→O2抗坏血酸Cytc→复合体Ⅳ→O20.881细胞色素c(Fe2+)复合体Ⅳ→O20.61-0.6811、P/O比值指氧化磷酸化过程中,每消耗1/2摩尔O2所生成ATP的摩尔数(或一对电子通过氧化呼吸链传递给氧所生成ATP分子数)。第37页,共85页,星期日,2025年,2月5日2、自由能变化根据热力学公式,pH7.0时标准自由能变化(△G0′)与还原电位变化(△E0′)之间有以下关系:n为传递电子数;F为法拉第常数(96.5kJ/mol·V)△G0′=-nF△E0′第38页,共85页,星期日,2025年,2月5日电子传递链自由能变化第39页,共85页,星期日,2025年,2月5日ATPATPATP氧化磷酸化偶联部位NADHFMN(Fe-S)琥珀酸FAD(Fe-S)CoQCytb→Cytc→CytcCytaa3O2第40页,共85页,星期日,2025年,2月5日(二)氧化磷酸化偶联机制是产生跨线粒体内膜的质子梯度1、化学渗透假说(chemiosmotichypothesis)电子经呼吸链传递时,可将质子(H+)从线粒体内膜的基质侧泵到内膜胞浆侧,产生膜内外质子电化学梯度(H+浓度梯度和跨膜电位差)储存能量。当质子顺浓度梯度回