西北农林科技大学 emistrg 生物，司 动物科技学院生物化学课程组 第五节氧化磷酸化
生物 化学 动物科技学院生物化学课程组 西北农林科技大学 第五节 氧化磷酸化
第五节氧化裤破化 氧化磷酸化的橇念 概念 还原氢经呼吸链上氢和电子的传递，最后与 2偶连部位 氧结合生成水，所释放的能量推动ADP磷酸化 3 偶连机制 为ATP的过程，称为氧化磷酸化。 4影响因素 AH 膜物质转运 2H NADH+H H20 (或FADH2) 电子传递链 氧化过程 NAD (或FAD) 112O2 磷 释放能量 ADP+Pi ATP 磷酸化过程 ATP合成酶
生物 化学 第五节 氧化磷酸化 氧化磷酸化的概念 还原氢经呼吸链上氢和电子的传递，最后与 氧结合生成水，所释放的能量推动ADP磷酸化 为ATP的过程，称为氧化磷酸化。 概 念 影响因素 内膜物质转运 偶连机制 偶连部位 AH2 A 2H NADH+H + (或 FADH2 ) NAD + (或 FAD) 电子传递链 H2O 1/2 O2 释放能量 ADP + Pi ATP合成酶 ATP 氧化过程 磷酸化过程 氧 化 磷 酸 化 1 3 5
生物 化学 第五节氧化裤破化 P/O比值 椰念 每消耗0.5molO2所消耗无机磷酸的 2 偶连部位 mol数（即合成ATP的mol数） P/O比值 P/O 底物 电子传递链 生成 比值 ATP数 3 偶连 4 影饷 羟丁酸 NADH-→FMN→CoQ→b→c1→c→aa3 3.0 3 →02 芦形 琥珀酸 FAD→CoQ→b→c1→c→aa3→02 2.0 2 维生素C Cytc→aa3→o2 1.0
生物 化学 第五节 氧化磷酸化 P/O 比值 每消耗 0.5 mol O2所消耗无机磷酸的 mol数（即合成ATP的mol数） P/O 比值 自由能差 概 念 影响因素 内膜物质转运 偶连机制 偶连部位 底物 电子传递链 P/O 比值 生成 ATP数 β羟丁酸 NADH→FMN→CoQ→b→c1→c→aa3 →O2 3.0 3 琥珀酸 FAD → CoQ → b → c1 → c → aa3 → O2 2.0 2 维生素C Cytc → aa3 → O2 1.0 1 1 3 5 (1) (2)
第五节氧化裤酸化 自由然 电位降落与自由能：△G?=-nFAE0 概念 NADH→CoQ: 2偶连部位 △G0=-2×96.5×0.33=63.7KJ/mol P/O比值 CoQ→Cytc: 自由能差 △G0=-2×96.5×0.31=- 3偶连机制 59.8KJ/mol 4影响因素 Cyta3→O2: 5 膜物质转运 △G0=-2×96.5×0.58=- 111.9KJ/mol 合成ATP需自由能51.6K)/mol NADH O2可合成3分子ATP
生物 化学 第五节 氧化磷酸化 自由能 电位降落与自由能：ΔG0’=-nFΔE0’ NADH→CoQ： ΔG0’=-2×96.5×0.33=63.7KJ/mol CoQ→Cytc： ΔG0’= -2×96.5×0.31=- 59.8KJ/mol Cyta3→O2： ΔG0’= -2×96.5×0.58=- 111.9KJ/mol 合成ATP需自由能51.6KJ/mol NADH O2可合成3分子ATP P/O 比值 自由能差 概 念 影响因素 内膜物质转运 偶连机制 偶连部位 1 3 5 (1) (2)
生物 化学 第五节氧化裤酸化 NADH+H* 化学 Electron transport drives H+out 椰念 creating electrochemical gradient 2 偶连部位 内氢 当质子从膜间腔返回 基质中时，这种“势 3 偶连机制 能”可被位于线粒体 化学渗透 . 内膜上的ATP合裤利 2 ATP合酶 之念S 它在 用以合成ATP。 High [H] 4 影响因素 5 膜物质转运 46 合成偶 联 Higher pH Lower pH lower [H+]matrix灯以生 成 higher [H+]in intermembrane space 膜间腔 线粒体内膜 基质
生物 化学 第五节 氧化磷酸化 化学渗透假说 1962年，Peter Mitchell提出化学渗 透学说，以解释氧化磷酸化作用，其主 要内容如下： 电子和氢在呼吸链上传递的过程中所释 放出的能量被用于将氢离子由线粒体基 质泵出到膜间隙，从而在内膜两侧形成 质子浓度——电化学梯度。当质子穿过 位于线粒体内膜上的ATP合成酶回到线 粒体基质时，推动ATP的合成。 概 念 影响因素 内膜物质转运 偶连机制 偶连部位 化学渗透 ATP合酶 化学渗透理论的假设依据 1．内膜是选择透过性膜。 2．氢和电子的载体按照氧化还原电势由低到高 不对称排列在内膜上。 3．电子载体具有质子泵的功能，当电子流过时， 它可以将质子由线粒体基质转移到膜间腔中， 在内膜两侧建立电化学—质子浓度梯度。 4．质子具有由外向内扩散的倾向。 5．ATP合成酶复合体将质子扩散与ATP合成偶 联起来。 6．每3个质子通过ATP合成酶时，以此可以生 成一分子的ATP。 FMNH2 2e FeS QH2 2e b QH2 2e FeS c1 c a a3 NADH+H + NAD + 2H + 2H + 2H + 2H + 2H + 1/2O2 +2H + H2O 胞膜间腔 液 线粒体内膜 基质 当质子从膜间腔返回 基质中时，这种“势 能”可被位于线粒体 内膜上的ATP合酶利 用以合成ATP。 1 3 5 (1) (2)