細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換線粒體和葉綠體

關(guān)于細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換線粒體和葉綠體第1頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五第一節(jié)線粒體與氧化磷酸化線粒體被稱為細(xì)胞內(nèi)的能量工廠。人體內(nèi)的細(xì)胞每天要合成幾千克的ATP，95%是由線粒體中的呼吸鏈所產(chǎn)生。第2頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五一、線粒體的形態(tài)結(jié)構(gòu)（一）形態(tài)和分布1.形態(tài)：因種類和生理狀態(tài)而異，一般呈粒狀或桿狀，也有環(huán)形，啞鈴形、線狀、分杈狀。第3頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五活細(xì)胞中線粒體形態(tài)高度可變

第4頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五2.大?。褐睆?.5-1μm，長(zhǎng)1.5-3.0μm。胰臟分泌細(xì)胞中的線粒體可長(zhǎng)達(dá)10-20μm，稱巨線粒體，人成纖維細(xì)胞線粒體則更長(zhǎng)，達(dá)40μm。第5頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五3.數(shù)量：同類型細(xì)胞中數(shù)目穩(wěn)定。不同類型細(xì)胞中從1個(gè)到數(shù)千個(gè)。代謝活躍細(xì)胞數(shù)量多；動(dòng)物細(xì)胞較植物細(xì)胞多；紅細(xì)胞無(wú)線粒體。4.分布：一般均勻分布。常結(jié)合在微管上，可向功能旺盛區(qū)域遷移。故代謝活躍區(qū)域較多。第6頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五線粒體大小和數(shù)量反映了細(xì)胞能量需求

線粒體位于心肌細(xì)胞和精子尾部需能多的部位第7頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五（二）線粒體的結(jié)構(gòu)線粒體由內(nèi)外兩層單位膜封閉形成，包括外膜、內(nèi)膜、膜間隙和基質(zhì)4個(gè)部分。第8頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五線粒體結(jié)構(gòu)模型

第9頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五1、外膜(outermembrane)全封閉的單位膜，脂和蛋白含量近相等;具孔蛋白(porin)構(gòu)成的親水通道，通透性較高，分子量<5KD分子可通過(guò)。具一些特殊酶類，如色氨酸降解的酶、脂肪鏈延伸的酶。標(biāo)志酶為單胺氧化酶。第10頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五第11頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五2、內(nèi)膜（innermembrane）厚約6-8nm，蛋白質(zhì)/脂類>3:1，心磷脂含量20%，無(wú)膽固醇。通透性低，僅讓不帶電荷小分子通過(guò)，大分子和離子通過(guò)內(nèi)膜需特殊轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)。第12頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五內(nèi)膜向基質(zhì)褶入形成嵴(cristae)，嵴常呈板層狀，也有管狀。嵴上有基粒，基粒由頭部(F1)和嵌入內(nèi)膜的基部(F0)構(gòu)成。第13頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五板層狀結(jié)構(gòu)第14頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五管狀嵴線粒體

第15頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五內(nèi)膜具豐富的蛋白質(zhì)和酶類，主要有參與氧化磷酸化電子傳遞的蛋白質(zhì)復(fù)合體及ATP合成的酶類，以及其它一些參與物質(zhì)運(yùn)輸與合成的酶類。標(biāo)志酶為細(xì)胞色素C氧化酶。第16頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五3、膜間隙(intermembranespace)寬6-8nm，含大量可溶性酶、底物和輔助因子標(biāo)志酶為腺苷酸激酶，催化ATP分子的末端磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到AMP第17頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五4、基質(zhì)（matrix）除糖酵解外，其它參與生物氧化的酶均在線粒體基質(zhì)中：TCA循環(huán)、脂肪酸和丙酮酸氧化的酶。標(biāo)志酶為蘋果酸脫氫酶。含一套完整的轉(zhuǎn)錄和翻譯體系：mtDNA，70S核糖體，tRNA、rRNA、DNA聚合酶、氨基酸活化酶等。第18頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五二、線粒體的功能是細(xì)胞進(jìn)行生物氧化的主要場(chǎng)所，糖類、脂肪和氨基酸最終的氧化均發(fā)生在線粒體。并將氧化與磷酸化偶聯(lián)，合成ATP。第19頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五(一)真核細(xì)胞中的氧化作用(oxidation)葡萄糖和脂肪酸是真核細(xì)胞能量的主要來(lái)源。1.糖的氧化1)在胞質(zhì)中，糖經(jīng)糖酵解氧化生成丙酮酸；2)丙酮酸進(jìn)入線粒體，脫羧生成乙酰CoA3)乙酰CoA進(jìn)入TCA循環(huán)，徹底氧化成CO2第20頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五第21頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五第22頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五2.脂肪的氧化：脂肪先在胞質(zhì)中水解成脂肪酸，脂肪酸進(jìn)入線粒體基質(zhì)，通過(guò)β氧化途徑生成乙酰CoA，及1分子NADH和FADH2。第23頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五3、氨基酸的氧化乙酰輔酶A是線粒體能量代謝的核心分子。第24頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五4、TCA循環(huán)：乙酰CoA和草酰乙酸結(jié)合生成檸檬酸，檸檬酸經(jīng)氧化脫羧，經(jīng)酮戊二酸、琥珀酸，降解成草酰乙酸。每循環(huán)一次生成2分子CO2、一分子GTP、4分子NADH和一分子FADH2。第25頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五5、輔酶在能量傳遞中的作用:

TCA循環(huán)的凈產(chǎn)物是FADH2和NADH，F(xiàn)ADH2和NADH中含有底物氧化釋放的高能電子，共5對(duì)，可用于ATP合成。第26頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五第27頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五糖酵解也產(chǎn)生NADH，可通過(guò)蘋果酸-天門冬氨酸穿梭和甘油-磷酸穿梭，將電子傳遞給FAD，形成FADH2，參與ATP合成。第28頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五磷酸甘油穿梭第29頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五蘋果酸－天門冬氨酸穿梭胞液中的NADH，首先由蘋果酸脫氫酶催化將草酰乙酸還原成蘋果酸，蘋果酸再通過(guò)內(nèi)膜上的二羧酸載體系統(tǒng)與線粒體內(nèi)的α酮戊二酸交換而進(jìn)入線粒體。然后，蘋果酸在蘋果酸脫氫酶催化下，又氧化生成草酰乙酸并釋出NADH，再經(jīng)歷與在線粒體內(nèi)產(chǎn)生的NADH氧化相同的過(guò)程。第30頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五(二)呼吸鏈與電子傳遞TCA循環(huán)后，能量?jī)?chǔ)在NADH和FADH2中，需將其氧化才能將能量釋放出，該過(guò)程涉及電子從NADH或FADH2傳遞到氧。呼吸鏈?zhǔn)莾?nèi)膜上的一組酶復(fù)合體，負(fù)責(zé)將電子傳遞到氧氣，產(chǎn)生ATP。第31頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五電子在經(jīng)呼吸鏈進(jìn)行傳遞時(shí)，高能電子中所含能量逐步釋放，最后儲(chǔ)存在ATP的高能磷酸鍵中，即將ADP轉(zhuǎn)變成ATP，該過(guò)程稱為磷酸化。而電子傳遞鏈將生物氧化和磷酸化串聯(lián)在一起的過(guò)程并稱為氧化磷酸化。第32頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五1、電子載體電子載體:與電子結(jié)合并將其傳遞下去的物質(zhì)。(1)

NAD：煙酰胺嘌呤二核苷酸，脫氫酶的輔酶，連接TCA循環(huán)和呼吸鏈，將氫交給黃素蛋白。第33頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五(2)黃素蛋白(flavoprotein)：由一條多肽鏈結(jié)合一個(gè)輔基組成的酶類,輔基為FMN或FAD.

每個(gè)FMN或FAD可接受2個(gè)電子和2個(gè)質(zhì)子。

呼吸鏈上既有以FMN為輔基的NADH脫氫酶，也有以FAD為輔基的琥珀酸脫氫酶。第34頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五(3)細(xì)胞色素(cytochrome)：呼吸鏈中有5類細(xì)胞色素：a、a3、b、c、c1，均含有血紅素鐵，以Fe3+和Fe2+互變傳遞電子。而細(xì)胞色素a、a3還與銅原子相連，銅原子也依靠自身化合價(jià)的變化進(jìn)行電子傳遞。第35頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五血紅素的結(jié)構(gòu)

第36頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五(4)

鐵硫蛋白(Fe/Sprotein)：屬細(xì)胞色素類，分子中央結(jié)合的是鐵和硫，稱鐵硫中心。一般含4個(gè)原子，2個(gè)鐵和2個(gè)S，稱2Fe-2S，也有4Fe-4S。也是通過(guò)Fe2+、Fe3+互變進(jìn)行電子傳遞，且一次只能傳遞1個(gè)電子

第37頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五第38頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五(5)輔酶Q(coenzymeQ)：脂溶性小分子醌類化合物，通過(guò)氧化和還原傳遞電子。有3種氧化還原形式：氧化型醌Q，還原型氫醌(QH2)和介于兩者間的半醌(QH)。每個(gè)醌能接受和傳遞2個(gè)電子和質(zhì)子第39頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五2、氧化還原電位與載體排列順序同種物質(zhì)得失電子的兩種狀態(tài)稱氧還對(duì)。如NAD+和NADH，兩者間有電位差，即氧還電位可在標(biāo)準(zhǔn)條件下測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)氧還電位。標(biāo)準(zhǔn)氧還電位越小，提供電子的能力越強(qiáng)通過(guò)測(cè)定電子載體的氧化還原電位，可推斷其在呼吸鏈中的排列順序第40頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五3、電子傳遞復(fù)合物用脫氧膽酸(離子型去污劑)處理內(nèi)膜、分離出呼吸鏈的4種復(fù)合物，即復(fù)合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ。而參與電子傳遞的輔酶Q和細(xì)胞色素C不屬于任何一種復(fù)合物。輔酶Q溶于內(nèi)膜，細(xì)胞色素C位于內(nèi)膜的膜間隙側(cè)(C側(cè))，屬膜外周蛋白。第41頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五（1）復(fù)合物ⅠNADH－CoQ還原酶，哺乳動(dòng)物中由42條肽鏈組成。含1個(gè)FMN和6個(gè)Fe/S，以二聚體存在。作用：催化NADH的2個(gè)電子傳至輔酶Q，并將4個(gè)H+由基質(zhì)(M側(cè))→膜間隙(C側(cè))。電子傳遞方向：NADH→FMN→Fe-S→Q結(jié)果：NADH+5H+(M)+Q→NAD++QH2+4H+(C)第42頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五（2）復(fù)合物Ⅱ琥珀酸脫氫酶，4條肽鏈，含1個(gè)FAD，2個(gè)Fe/S催化電子從琥珀酸→CoQ，傳遞過(guò)程：琥珀酸→FAD→Fe-S→Q。不轉(zhuǎn)移質(zhì)子。反應(yīng)結(jié)果為：琥珀酸+Q→延胡索酸+QH2第43頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五（3）復(fù)合物ⅢCoQ-cytc還原酶，由11條不同肽鏈組成，以二聚體存在，單體含2個(gè)cytb(b562，b566)、一個(gè)cytc1和一個(gè)Fe/S。作用：催化電子從輔酶Q→cytc，每轉(zhuǎn)移一對(duì)電子，同時(shí)將4個(gè)H+轉(zhuǎn)移至膜間隙。結(jié)果：2氧化態(tài)cytc+QH2+2H+(M)→2還原態(tài)cytc+Q+4H+(C)第44頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五復(fù)合物Ⅲ的電子傳遞較復(fù)雜，與“Q循環(huán)”有關(guān)輔酶Q是脂溶性小分子，能在膜中自由擴(kuò)散，在內(nèi)膜C側(cè)，QH2將一個(gè)電子交給Fe-S→細(xì)胞色素c1→細(xì)胞色素c，被氧化為半醌(QH)，并將一個(gè)質(zhì)子釋放到膜間隙；半醌將電子交給細(xì)胞色素b566→b562，釋放另外一個(gè)質(zhì)子到膜間隙。第45頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五cytb566得到的電子為循環(huán)電子，傳遞路線為：半醌→b566→b562→輔酶Q。因此，輔酶Q的還原有3種途徑，均發(fā)生在內(nèi)膜M側(cè)。一是被復(fù)合體Ⅰ還原，二是被復(fù)合體Ⅱ還原，三是被cytb562還原。第46頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五Q循環(huán)示意圖

第47頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五（4）復(fù)合物Ⅳcytc氧化酶，以二聚體存在，單體含1個(gè)cyta、a3和2個(gè)Cu原子。作用：電子從cytc→氧傳遞路線：cytc→CuA→cyta→a3-CuB→O2每轉(zhuǎn)移一對(duì)電子，從基質(zhì)中攝取4個(gè)H+，其中2個(gè)用于水形成，另2個(gè)被轉(zhuǎn)至膜間隙。結(jié)果：

4還原態(tài)cytc+8H+(M)+O2→4氧化態(tài)cytc+4H+(C)+2H2O第48頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五4、兩條主要的呼吸鏈呼吸鏈傳遞的主要是NADH，而FADH2較少，可將呼吸鏈分為主、次兩條：主鏈由復(fù)合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ組成，催化NADH氧化次鏈由復(fù)合物Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組成，催化琥珀酸氧化第49頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五兩條主要的呼吸鏈第50頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五Molecularbasisofoxidation:Electron-transportchain第51頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五（三）ATP合酶(ATPsynthetase)的結(jié)構(gòu)和作用機(jī)理是生物能量轉(zhuǎn)化的核心酶。參與氧化磷酸化和光合磷酸化，催化合成ATP。存在于線粒體內(nèi)膜、葉綠體類囊體膜、異氧菌和光合菌質(zhì)膜上。膜結(jié)合狀態(tài)下具有ATP合成活性，分離狀態(tài)下具水解ATP的活性。第52頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五TheATPsynthaseisareversiblecouplingdevice

第53頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五1.ATP合酶(F0F1-ATP酶)的結(jié)構(gòu)1)F1:5種多肽組成的九聚體(3α3βγδε)，α和β交替排列，如桔瓣。γ貫穿αβ復(fù)合體，并與F0接觸，ε幫助γ與F0結(jié)合。δ與F0的兩個(gè)b亞基形成固定αβ復(fù)合體的結(jié)構(gòu)。具3個(gè)ATP合成催化位點(diǎn),每個(gè)β亞基1個(gè)。2)F0:由3個(gè)亞基組成的15聚體(1a:2b:12c)。c亞基在膜中形成物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的環(huán)，b亞基與δ固定F1；a亞基是質(zhì)子通道。第54頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五ATP合酶的結(jié)構(gòu)F1:5subunitsintheratio3:3:1:1:1F0:1a：2b：12c

第55頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五在合成ATP時(shí)，在流過(guò)F0的a亞基的H+推動(dòng)下,由12個(gè)c亞基組成的轉(zhuǎn)子發(fā)生旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，依次與3個(gè)β亞基作用，使β亞基催化位點(diǎn)構(gòu)象發(fā)生變化，催化ATP合成第56頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五第57頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五氧化磷酸化與電子傳遞的偶聯(lián)呼吸鏈中有3個(gè)部位自由能變化較大，是呼吸鏈氧化還原放能與ATP合成偶聯(lián)部位，可被特異性抑制劑阻斷。這3個(gè)部位分別是復(fù)合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ，它們每傳遞1對(duì)電子，釋放的自由能足夠合成1分子ATP。而復(fù)合物Ⅱ釋放的自由能不足以合成1個(gè)分子ATP,不是ATP合成的偶聯(lián)位點(diǎn)。第58頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五SummaryofthemajoractivitiesduringaerobicrespirationinamitochondrionNADHO2:3ATP/2e;FADH2O2:2ATP/2e第59頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五（四）氧化磷酸化的偶聯(lián)機(jī)理氧化與磷酸化的偶聯(lián)機(jī)制一直是研究氧化磷酸化作用的關(guān)鍵主要的假說(shuō)有：1、化學(xué)滲透學(xué)說(shuō)(chemiosmoticcouplinghypothesis)2、構(gòu)象偶聯(lián)假說(shuō)(conformationalcouplinghypothesis)第60頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五1、化學(xué)滲透假說(shuō)：質(zhì)子動(dòng)力勢(shì)MitchellP.1961提出“化學(xué)滲透假說(shuō)(ChemiosmoticHypothesis)”，70年代化學(xué)滲透假說(shuō)得到大量實(shí)驗(yàn)的支持，成為一種較為流行的假說(shuō)，Mitchell也因此獲得1978年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。第61頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五化學(xué)滲透學(xué)說(shuō)電子沿呼吸鏈傳遞時(shí)，釋放的能量將質(zhì)子從內(nèi)膜基質(zhì)側(cè)泵至膜間隙，線粒體內(nèi)膜對(duì)離子高度不通透，使膜間隙的H+濃度高于基質(zhì)，在內(nèi)膜兩側(cè)形成pH梯度(△pH)及電位梯度(Ψ)，共同構(gòu)成電化學(xué)梯度，即質(zhì)子動(dòng)力勢(shì)(△P)。質(zhì)子沿電化學(xué)梯度穿過(guò)內(nèi)膜上的ATP合酶流回基質(zhì)，使ATP合酶構(gòu)象改變，將ADP和Pi合成ATP第62頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五

化學(xué)滲透學(xué)說(shuō)第63頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五第64頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五Mithchell’sChemiosmotictheory(1961)Morethan21026molecules(>160kg)ofATPperdayinourbodies.第65頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五Otherrolesfortheproton-motiveforceinadditiontoATPsynthase第66頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五2、構(gòu)象耦聯(lián)假說(shuō)1979年Boyer提出構(gòu)象耦聯(lián)假說(shuō)，主要觀點(diǎn)是：

H+通過(guò)F0時(shí)，引起c亞基構(gòu)成的環(huán)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)γ轉(zhuǎn)動(dòng)，γ端部不對(duì)稱，引起F1上3個(gè)β亞基的催化位點(diǎn)的構(gòu)象周期性變化(L、T、O)。在L構(gòu)象，ADP、Pi與酶疏松結(jié)合；在T構(gòu)象與酶緊密結(jié)合，合成ATP；在O構(gòu)象ATP與酶的親和力低，被釋放。每個(gè)亞基要經(jīng)過(guò)3次構(gòu)象改變才能催化合成1個(gè)ATP。第67頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五第68頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五第69頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五支持構(gòu)象耦聯(lián)假說(shuō)的實(shí)驗(yàn)有：1．日本的吉田（MassasukeYoshida）等人將α3β3γ固定在玻片上，在γ亞基的頂端連接熒光標(biāo)記的肌動(dòng)蛋白纖維，在含有ATP的溶液中溫育時(shí)，在顯微鏡下可觀察到γ亞基帶動(dòng)肌動(dòng)蛋白纖維旋轉(zhuǎn)。2．在另外一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，將熒光標(biāo)記的肌動(dòng)蛋白連接到ATP合酶的F0亞基上，在ATP存在時(shí)同樣可以觀察到肌動(dòng)蛋白的旋轉(zhuǎn)。第70頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五第71頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五（四）氧化磷酸化抑制劑1.電子傳遞抑制劑:①抑制NADH→CoQ電子傳遞:阿米妥、魚藤酮、殺粉蝶素A。②抑制Cytb→Cytc1電子傳遞:抗霉素A③抑制細(xì)胞色素氧化酶→O2:CO，CN，NaN3，H2S第72頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五2．磷酸化抑制劑:與F0結(jié)合，阻斷H+通道，從而抑制ATP合成：寡霉素、二環(huán)己基碳化二亞胺(DCC)3．解偶聯(lián)劑(uncoupler):使氧化和磷酸化脫偶聯(lián)，氧化仍可進(jìn)行，而磷酸化不能進(jìn)行。解偶聯(lián)劑為離子載體或通道，能增大內(nèi)膜對(duì)H+通透性，消除H+梯度，無(wú)ATP生成，使氧化釋放出的能量全部以熱的形式散發(fā)動(dòng)物棕色脂肪組織和肌肉線粒體中有獨(dú)特的解偶聯(lián)蛋白，與維持體溫有關(guān)。第73頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五常用解偶聯(lián)劑主要有：質(zhì)子載體：2，4-二硝基酚(DNP)，羰基-氰-對(duì)-三氟甲氧基苯肼(FCCP)。質(zhì)子通道:增溫素。其它離子載體：纈氨霉素。某些藥物：如過(guò)量的阿斯匹林也使氧化磷酸化部分解偶聯(lián)，從而使體溫升高。第74頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五三、線粒體的半自主性1963年發(fā)現(xiàn)線粒體DNA(mtDNA)后，又在線粒體發(fā)現(xiàn)RNA、DNA聚合酶、RNA聚合酶、tRNA、核糖體等進(jìn)行DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)翻譯的全套裝備，說(shuō)明線粒體具獨(dú)立遺傳體系。第75頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五線粒體能合成蛋白質(zhì)，但合成能力有限。線粒體1000多種蛋白質(zhì)中，自身合成的僅十余種。線粒體核糖體蛋白、氨酰tRNA合成酶、許多結(jié)構(gòu)蛋白，都是核基因編碼，在胞質(zhì)中合成，定向轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體.故稱線粒體為半自主細(xì)胞器。第76頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五利用標(biāo)記氨基酸培養(yǎng)細(xì)胞，用氯霉素和放線菌酮分別抑制線粒體和胞質(zhì)蛋白質(zhì)合成，發(fā)現(xiàn)人的mtDNA編碼的多肽為細(xì)胞色素c氧化酶的3個(gè)亞基，F(xiàn)0的2個(gè)亞基，NADH脫氫酶的7個(gè)亞基和細(xì)胞色素b等13條多肽。mtDNA還合成12S和16SrRNA及22種tRNA。第77頁(yè)，共87頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)35分，星期五GenesinmtDNAencoderRNAs,tRNAs,andsomemitochondrialproteinsHumanmtDNA:16,569bp2rRNAs,22tRNAs,13polypeptides:NADHreductase.7sub.Ctyb-c1complex.1cytbCytoxidase.3subunitsATPsynthase:2F0sub

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