生物化學(xué)-期中前-化學(xué)課件氧化

1生物氧化BiologicalOxidation李悅

587096162概述3維持生命活動的能量，主要有兩個(gè)來源：光能（太陽能）：植物和某些藻類，通過光合作用將光能轉(zhuǎn)變成生物能?；瘜W(xué)能：動物和大多數(shù)的微生物，通過生物氧化作用將有機(jī)物質(zhì)（主要是各種光合作用產(chǎn)物）存儲的化學(xué)能釋放出來，并轉(zhuǎn)變成生物能。有機(jī)物質(zhì)在生物體內(nèi)的氧化作用，稱為生物氧化。由于生物氧化通常需要消耗氧，產(chǎn)生二氧化碳，故又稱“細(xì)胞呼吸”。在整個(gè)生物氧化過程中，有機(jī)物質(zhì)最終被氧化成CO2和水，并釋放出能量。4生物能和ATP生物化學(xué)反應(yīng)與普通的化學(xué)反應(yīng)一樣,也服從熱力學(xué)的自由能變化規(guī)律。一般將體內(nèi)水解時(shí)能夠釋放21kJ/mol（5千卡/mol)以上自由能的化合物稱為高能化合物。許多磷酸酯類化合物在水解過程中都能夠釋放出自由能，在生物體的能量轉(zhuǎn)換過程中起著重要作用。ATP是生物細(xì)胞中最重要的高能磷酸酯類化合物，是生物能存在的主要形式。ATP是能夠被生物細(xì)胞直接利用的能量形式。5生物氧化（biologicaloxidation）:

物質(zhì)在生物體內(nèi)進(jìn)行氧化稱生物氧化，主要指糖、脂類、蛋白質(zhì)等有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列氧化分解最終徹底氧化成CO2和H2O并釋放能量的過程。此過程需耗氧、排出CO2，又在活細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行，故又稱細(xì)胞呼吸(cellularrespiration)。6糖脂肪蛋白質(zhì)CO2和H2OO2能量ADP+PiATP熱能生物氧化的一般過程7生物氧化的方式和特點(diǎn)方式脫電子脫氫

加氧特點(diǎn)細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行，在體溫、近中性PH和水的溫和環(huán)境中，整個(gè)反應(yīng)在一系列氧化-還原酶的催化下分步進(jìn)行的能量逐步放出有機(jī)酸脫羧生成二氧化碳，底物脫氫經(jīng)氫或電子傳遞反應(yīng)與氧結(jié)合生成水速率受體內(nèi)多種因素的影響和調(diào)節(jié)8體內(nèi)外氧化的差異

體外氧化（燃燒）

體內(nèi)氧化（生物氧化）相似點(diǎn)：消耗O2，最終產(chǎn)物是CO2和H2O,釋放相同的能量不同點(diǎn)：1.無酶參與酶參與，反應(yīng)溫和（37℃，水環(huán)境）2.有機(jī)C直接與O2化合生成CO2有機(jī)C經(jīng)過一系列中間產(chǎn)物（有機(jī)酸）經(jīng)脫羧生成CO23.H直接與O2化合生成H2O在脫氫酶催化下，脫氫，經(jīng)過一系列中間遞體，最終與O2結(jié)合生成H2O4.能量以熱量形式急劇釋放能量逐步釋放，一部分以熱能形式釋放，另一部分以高能鍵形式貯存起來9體內(nèi)生物氧化的反應(yīng)場所：真核生物：主要在線粒體（生物轉(zhuǎn)化：線粒體外的細(xì)胞器中進(jìn)行，如微粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等處，主要指藥物、毒物等的代謝轉(zhuǎn)化，以肝臟為主要反應(yīng)器官，不涉及ATP的生成）原核生物：細(xì)胞質(zhì)膜10

線粒體內(nèi)的氧化過程11線粒體氧化體系1212線粒體(mitochondrion)的結(jié)構(gòu)13生物氧化（真核生物-線粒體）1個(gè)酶（ATP合酶復(fù)合體）2條呼吸鏈（線粒體內(nèi)膜上）3種假說（化學(xué)滲透假說）4個(gè)復(fù)合體5個(gè)主要組分14呼吸鏈(respiratorychain)

呼吸鏈?zhǔn)怯梢幌盗械倪f氫體和遞電子體按一定的順序排列所組成的連續(xù)反應(yīng)體系，代謝物分子上的氫由脫氫酶激活脫下，經(jīng)過一系列傳遞體的有序傳遞，將電子傳遞到細(xì)胞色素體系，最后傳遞到氧激活氧，活化的氫和活化的氧結(jié)合生成H2O，傳遞過程中有ATP生成，這個(gè)過程構(gòu)成的傳遞鏈叫呼吸鏈或電子傳遞鏈(electrontransferchain)。15二.呼吸鏈的組成成分（遞氫體和遞電子體）1.尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)2.黃素蛋白(flavoproteins,FP)3.鐵硫蛋白(iron-sulfurproteins,Fe-S)4.泛醌(ubiquinone,UQ或Q)5.細(xì)胞色素體系（cytochromes,Cyt）161、尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)，又稱輔酶I(CoI)尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)，又稱輔酶Ⅱ(CoⅡ)NAD+為體內(nèi)很多脫氫酶的輔酶，是連接作用物與呼吸鏈的重要環(huán)節(jié)，分子中除含尼克酰胺(維生素PP)外，還含有核糖、磷酸及一分子腺苷酸(AMP)，其結(jié)構(gòu)如下：17尼克酰胺核糖磷酸腺苷酸18

NAD+是遞氫體反應(yīng)時(shí)，NAD+的尼克酰胺部分可接受一個(gè)氫原子及一個(gè)電子，將另一個(gè)H+游離出來。作用：接受代謝物上脫下的氫，然后傳給另一個(gè)傳遞體黃素蛋白N+CONH2R+H+H++eNRCONH2HHNAD+NADH+H+19NAD+腺苷酸部分中核糖的2′位碳上羥基的氫被磷酸基取代而成NADP+，結(jié)構(gòu)如下：20NAD+（NADP+）和NADH（NADPH）相互轉(zhuǎn)變氧化還原反應(yīng)時(shí)變化發(fā)生在五價(jià)氮和三價(jià)氮之間。21大多數(shù)脫氫酶以NAD+為輔酶少數(shù)脫氫酶以NADP+為輔酶以NAD+為輔酶：3-P-GADH,LDH,PyrDH,KGDH,MalDH,異CitDH以NADP+為輔酶：G6PD6PGADHMal酶二者皆可：GluDH以NAD+和NADP+為輔酶的酶222.黃素蛋白(flavoproteins)黃素蛋白是一種脫氫酶，種類很多。

其輔基有兩種黃素單核苷酸(FMN)；黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)兩者均含核黃素(維生素B2)和一分子磷酸，而FAD則比FMN多含一分子腺苷酸(AMP)。23FMNAMP維生素B2FMN及FAD的結(jié)構(gòu)24黃素蛋白是遞氫體在FAD、FMN分子中的異咯嗪部分1和10位的氮可以進(jìn)行可逆的脫氫加氫反應(yīng)，接受一對氫原子而變成還原型FMNH2或FADH2。25黃素蛋白是遞氫體作用：黃素蛋白可催化代謝物脫氫，脫下的氫可被輔基FMN或FAD接受。FMN：NADH脫氫酶將氫由NADH轉(zhuǎn)移到FMN上，使FMN還原成FMNH2，氫再轉(zhuǎn)移至UQFAD：琥珀酸脫氫酶以FAD為輔基，直接將作用物脫下的氫傳遞進(jìn)入呼吸鏈263、鐵硫蛋白(iron-sulfurproteins,Fe-S)又稱鐵硫中心，含鐵原子和硫原子，鐵與無機(jī)硫原子或與蛋白質(zhì)肽鏈上半胱氨酸殘基的硫相結(jié)合。常見的鐵硫蛋白有三種組合方式：27鐵硫蛋白(iron-sulfurprotein)SS無機(jī)硫半胱氨酸硫28在呼吸鏈中，鐵硫蛋白多與黃素蛋白或細(xì)胞色素b結(jié)合成復(fù)合物存在Fe-S是遞電子體作用的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：含鐵原子，鐵為非血紅素鐵。鐵與無機(jī)硫原子或蛋白質(zhì)肽鏈上半胱氨酸殘基的硫相結(jié)合。鐵能可逆地進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，每次只能傳遞一個(gè)電子，為單電子傳遞體。

Fe2+Fe3++e294.泛醌(ubiquinone,UQ或Q)或稱輔酶Q，是一種脂溶性醌類化合物有較長的多個(gè)異戊二烯構(gòu)成的側(cè)鏈，不同來源的泛醌其異戊二烯單位的數(shù)目不同能在線粒體中迅速擴(kuò)散，極易從線粒體內(nèi)膜中分離出來，故不包含在復(fù)合體中。30泛醌是遞氫體作用分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 泛醌接受一個(gè)電子和一個(gè)質(zhì)子還原成半醌QH，再接受一個(gè)電子和質(zhì)子則還原成二氫泛醌QH2，后者又可脫去電子和質(zhì)子而被氧化恢復(fù)為泛醌。315.細(xì)胞色素體系（cytochromes,Cyt）是一類以鐵卟啉為輔基的催化電子傳遞的酶類。根據(jù)吸收光譜和最大吸收波長的不同，參與呼吸鏈組成的有Cyta（598～605nm）、Cytb（556～564

nm）、Cytc（550～555

nm）。Cyta又分為a、a3；Cytb又分為b562、b566；Cytc又有c、c1。各種細(xì)胞色素的差別在于鐵卟啉輔基的側(cè)鏈及鐵卟啉與蛋白質(zhì)的連接方式，從而造成各類細(xì)胞色素光吸收性質(zhì)的不同。32細(xì)胞色素鐵卟啉輔基（血紅素）血紅素b血紅素a33血紅素c34細(xì)胞色素是遞電子體作用分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：鐵卟啉輔基所含F(xiàn)e2+可有Fe2+Fe3++e的互變，進(jìn)行可逆的氧化還原反應(yīng)，為單電子傳遞體。35遞氫體：NAD+、黃素蛋白、泛醌遞電子體：Fe-S、細(xì)胞色素體系36小結(jié)：呼吸鏈由不同組分所組成；各組分具有傳遞電子的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)；各組分在氧化還原狀態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)化，從而起到電子傳遞作用。37在呼吸鏈中不同的電子傳遞體都和蛋白質(zhì)結(jié)合存在。NAD+是許多脫氫酶的輔酶。FMN是NADH脫氫酶的輔酶。泛醌是一種和蛋白質(zhì)結(jié)合不緊密的輔酶，脂溶性的異戊二烯側(cè)鏈?zhǔn)笴oQ在線粒體內(nèi)膜脂雙層中局部擴(kuò)散，作為一種流動著的電子載體在復(fù)合體Ⅰ（復(fù)合體Ⅱ）和復(fù)合體Ⅲ之間起傳遞電子的作用。與呼吸鏈中遞電子體相結(jié)合的蛋白質(zhì)都是水不溶性的，真核細(xì)胞中這些蛋白質(zhì)鑲嵌在線粒體的內(nèi)膜上。3839三、呼吸鏈的組成四種具有傳遞氫或電子功能的酶復(fù)合體(complex)*泛醌和Cytc均不包含在上述四種復(fù)合體中。人線粒體呼吸鏈復(fù)合體40復(fù)合體Ⅰ：NADH-泛醌還原酶，NAD+到泛醌間的組分組成：黃素蛋白(FMN為輔基)、鐵硫蛋白作用方式：與基質(zhì)內(nèi)經(jīng)脫氫酶催化產(chǎn)生的NADH+H+相互作用。NADH脫下的氫經(jīng)復(fù)合體Ⅰ中FMN、鐵硫蛋白等傳遞給輔酶Q。與此同時(shí)具有質(zhì)子泵的功能，每傳遞2個(gè)電子可將4個(gè)H+從線粒體內(nèi)膜基質(zhì)側(cè)轉(zhuǎn)移到線粒體內(nèi)膜外（胞漿側(cè)）。41NADH+H+

NAD+FMNFMNH2還原型Fe-S氧化型Fe-SQQH2復(fù)合體Ⅰ的功能蘋果酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶α-酮戊二酸脫氫酶丙酮酸脫氫酶β-羥丁酸脫氫酶β-羥酯酰CoA脫氫酶4H+42復(fù)合體Ⅱ：琥珀酸-泛醌還原酶，存在于琥珀酸到泛醌間組成：

黃素蛋白(FAD為輔基）、鐵硫蛋白、細(xì)胞色素b560

作用方式： 將還原當(dāng)量(2H)從琥珀酸到FAD，然后經(jīng)FeS傳遞至UQ。

沒有H+泵的功能。4344泛醌：分子較小，不與任何蛋白結(jié)合。在線粒體內(nèi)膜呼吸鏈不同組分間可以穿梭游動傳遞電子接受復(fù)合物Ⅰ或Ⅱ的氫后將質(zhì)子（H+）釋放入線粒體基質(zhì)中，將電子傳遞給復(fù)合物Ⅲ。45復(fù)合物Ⅲ：泛醌-細(xì)胞色素c還原酶，泛醌到細(xì)胞色素c間組成： 細(xì)胞色素b(Cytb562,b566)、Cytc1、鐵硫蛋白作用方式： 在泛醌和Cytc間傳遞電子。

具有質(zhì)子泵的功能將質(zhì)子從線粒體基質(zhì)轉(zhuǎn)移到線粒體內(nèi)膜外。4647

Cytc：分子量較小，與線粒體內(nèi)膜結(jié)合疏松。是除泛醌外另一個(gè)可在線粒體內(nèi)膜外側(cè)移動的遞電子體。48

復(fù)合物Ⅳ：細(xì)胞色素c氧化酶組成：Cyt

aa3—

Cyta，Cyt

a3(2個(gè)鐵卟啉基、2個(gè)銅原子)作用：Cu+Cu2++e

將電子從細(xì)胞色素傳遞給氧，同時(shí)引起質(zhì)子從線粒體基質(zhì)向膜間隙移動。

4950呼吸鏈各復(fù)合體在線粒體內(nèi)膜中的位置51ⅢⅠⅡⅣCytcQNADH+H+NAD+延胡索酸琥珀酸1/2O2+2H+H2O胞液側(cè)基質(zhì)側(cè)線粒體內(nèi)膜e-e-e-e-e-52四、呼吸鏈傳遞體的排列順序（實(shí)驗(yàn)測定）：根據(jù)各種組分的標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位來確定。測定特定吸收光譜。使用特異的抑制劑。酶復(fù)合體。53還原電位和呼吸鏈的順序呼吸鏈的順序：1還原電位還原電位與電子親和力放電子能力即：還原能力而氧化能力低者（負(fù)值多）為還原劑，高者為氧化劑 電子流動趨向從還原電位低向還原電位高的方向流動負(fù)前，正后，按數(shù)值排列小大54Q10/Q10H2CytbFe3+/Fe2+5555562.吸收光譜 呼吸鏈中組分得失電子后光譜發(fā)生改變?nèi)纾篘AD+（260nm）→NADH+H+（340nm）

FP（370nm，450nm）→FMNH2，F(xiàn)ADH2(370nm)

細(xì)胞色素在還原狀態(tài)具特殊吸收光譜，氧化后消失 通過分光光度法來觀察各組分的氧化還原狀態(tài)，將完整線粒體在全還原狀態(tài)下通氧，最接近氧的組分，首先給出電子最先氧化排在在后，按氧化的順序：后氧化組分先氧化組分573.用抑制劑方法抑制劑阻斷呼吸鏈后，阻斷部位以前的電子傳遞體處于還原狀態(tài)，阻斷部位之后為氧化態(tài)。

NADHCoQbC1Caa3O2FMNFe?S魚藤酮阿米妥抗霉素A氰化物,CO

584.在體外將呼吸鏈拆開和重組，鑒定四種復(fù)合體的組成與排列。測定重組后的呼吸鏈傳遞電子的功能，確定它們各自的排列位置。5960五、兩條呼吸鏈NADH電子傳遞鏈FADH2電子傳遞鏈

SH2NADFMNH2Q2CytFe2+

?O2b-c1-c-aa3

SNADHFMNQH2

2CytFe3+O2-

2H+

SH2FADQH22CytFe3+O2-

SFADH2Q2CytFe2+

?O2H2O2H+61NADH氧化呼吸鏈

體內(nèi)最常見的一條重要呼吸鏈，多種代謝物如蘋果酸、乳酸等脫下的氫通過該呼吸鏈傳遞給氧生成水。NADH→復(fù)合體Ⅰ→Q→復(fù)合體Ⅲ→Cytc→復(fù)合體Ⅳ→O22.FADH2氧化呼吸鏈

琥珀酸脫氫酶、脂肪酰CoA脫氫酶和α-磷酸甘油脫氫酶催化代謝物脫下的氫通過此呼吸鏈被氧化，不如NADH氧化呼吸鏈的作用普遍。琥珀酸→復(fù)合體Ⅱ→Q→復(fù)合體Ⅲ→Cytc→復(fù)合體Ⅳ→O262NADH氧化呼吸鏈FADH2氧化呼吸鏈63呼吸鏈的特點(diǎn)1.隨著各電子傳遞體的還原電位，對電子親和力，電子逐步傳遞到氧，每一次傳遞都釋放能量2.各電子傳遞體以復(fù)合體形式存在，按序整合，連續(xù)，高速3.分布不對稱（Mit內(nèi)膜上）64ATP的生成、利用與儲存65一、高能化合物和高能磷酸化合物1.高能化合物 化合物進(jìn)行水解反應(yīng)時(shí)伴隨的標(biāo)準(zhǔn)自由能變化（ΔG0’）≥ATP水解成ADP的標(biāo)準(zhǔn)自由能變化的化合物。 在PH7.0條件下，ATP水解為ADP和磷酸時(shí)，其ΔG0’為-30.5KJ/mol。662.高能磷酸化合物：含有高能磷酸鍵的化合物高能磷酸鍵：磷酸酯鍵釋放能量＞21kJ/molATP、ADP、1,3-二磷酸甘油酸、磷酸肌酸等3.

高能硫酯化合物：由酰基和硫醇基構(gòu)成，如乙酰CoA，脂酰CoA和琥珀酸CoA等。674.ATP循環(huán)：ADP接受代謝物質(zhì)中所形成的一些高能化合物的一個(gè)磷酸基團(tuán)和一部分能量轉(zhuǎn)變成ATP，也可在呼吸鏈氧化過程中直接獲取能量，用無機(jī)磷酸合成ATP；ATP水解釋放一個(gè)磷酸基團(tuán)又生成ADP，同時(shí)釋放能量用于合成代謝和其他需要能量的生理活動。68二、ATP的生成方式1.底物水平磷酸化（substratelevelphosphorylation） 直接將代謝物分子中的能量轉(zhuǎn)移至ADP(或GDP)，生成ATP(或GTP)的過程。與呼吸鏈的電子傳遞無關(guān)。692.氧化磷酸化（oxidativephosphorylation）代謝物氧化脫氫經(jīng)呼吸鏈傳遞給氧生成水的同時(shí)，釋放能量用以使ADP磷酸化生成ATP。是氧化和磷酸化耦聯(lián)的過程。是體內(nèi)生成ATP的主要方式如果只有代謝物的氧化過程，而不伴隨有ADP的磷酸化過程，則稱為氧化磷酸化的解耦聯(lián)（uncoupling）。70（1）氧化磷酸化的耦聯(lián)部位，即ATP在呼吸鏈中形成的部位

①P/O比值測定

P/O比值：消耗一摩爾氧原子所消耗的無機(jī)磷的摩爾數(shù)。71線粒體離體實(shí)驗(yàn)測得的一些底物的P/O比72NADH→FMN（Fe-S）→CoQ→Cytb→Cytc1→Cytc→Cytaa3→O2

FAD（Fe-S）

ATPATPATP氧化磷酸化的耦聯(lián)部位②根據(jù)氧化還原電位計(jì)算電子傳遞釋放的能量即標(biāo)準(zhǔn)自由能變化是否能滿足ATP合成的需要，大于30.5kJ/mol73代謝物脫下的一對氫，若經(jīng)NADH進(jìn)入呼吸鏈傳遞生成水，可生成3分子ATP。代謝物脫下的一對氫，若經(jīng)FADH2進(jìn)入呼吸鏈傳遞生成水，可生成2分子ATP。74三、氧化磷酸化的機(jī)制 三種假說化學(xué)耦聯(lián)假說構(gòu)象變化假說化學(xué)滲透假說75化學(xué)偶聯(lián)假說 認(rèn)為電子傳遞中所釋放的自由能以一個(gè)高能共價(jià)中間物形式暫時(shí)存在，隨后裂解將其能量轉(zhuǎn)給ADP以形成ATP。但不能從呼吸鏈中找到高能中間物的實(shí)例。構(gòu)象偶聯(lián)假說 認(rèn)為電子沿呼吸鏈傳遞釋放的自由能使線粒體內(nèi)膜蛋白質(zhì)發(fā)生構(gòu)象變化而形成一種高能形式暫時(shí)存在。這種高能形式將能量轉(zhuǎn)給F0F1-ATP酶分子使之發(fā)生構(gòu)象變化，F(xiàn)0F1-ATP酶復(fù)原時(shí)將能量轉(zhuǎn)給ADP形成ATP。76化學(xué)滲透假說（chemiosmotictheroy）的基本觀點(diǎn)：1.線粒體內(nèi)膜中電子傳遞與線粒體釋放H+是耦聯(lián)的。2.形成跨膜電位△Ψ和PH梯度△PH，底物氧化過程中釋放的自由能就儲存于△Ψ和△PH中。3.H+順濃度梯度方向運(yùn)動所釋放的自由能用于ATP合成。77化學(xué)滲透假說中支持ATP生成的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是：復(fù)合體Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ在傳遞電子過程中都能同時(shí)將從線粒體基質(zhì)側(cè)泵出到內(nèi)膜外，具有質(zhì)子泵作用。線粒體內(nèi)膜上具有ATP合酶（ATPsynthase）78線粒體基質(zhì)線粒體膜++++----H+O2H2OH+e-ADP+PiATP化學(xué)滲透假說簡單示意圖7980ATP合酶（ATPsynthase）81ATP合酶的亞基組成疏水F0，親水F1——F0F1復(fù)合體九條多肽亞基：α3、β3、γ、δ、εβ與α亞基上有ATP結(jié)合部位γ亞基具有質(zhì)子通過的閘門作用δ亞基是F1與膜相連所必需的，中心部分為質(zhì)子通道ε亞基是酶的調(diào)節(jié)部分F0亞基主要構(gòu)成質(zhì)子通道，由3-4個(gè)大小不一的亞基所組成，其中一個(gè)亞基稱為寡霉素敏感蛋白(oligomycinsensitivityconferringprotein,OSCP)82Boyer提出了結(jié)合變化機(jī)制亞基變構(gòu)：亞基由于亞基的轉(zhuǎn)動而改變構(gòu)象，從而改變對ADP及ATP的親和力在獲得能量時(shí)：合成ATP，釋放ATP

能量：H+順梯度流向基質(zhì)時(shí)釋放ATP合成的機(jī)制83

總之，化學(xué)滲透學(xué)說認(rèn)為在氧化和磷酸化之間起耦聯(lián)作用的因素是H+的跨膜濃度梯度。84四、氧化磷酸化作用的調(diào)控：氧化磷酸化抑制劑：電子傳遞抑制劑或呼吸鏈抑制劑氧化磷酸化抑制劑解耦聯(lián)劑85呼吸鏈抑制劑:抑制呼吸鏈的電子傳遞，使氧化受阻則耦聯(lián)的磷酸化也無法進(jìn)行。86

氧化磷酸化抑制劑：抑制ATP的合成 寡霉素可與ATP合成酶的OSCP亞基結(jié)合，阻塞H+通道，從而抑制ATP的合成。87寡霉素(oligomycin)可阻止質(zhì)子從F0通道回流，抑制ATP生成寡霉素ATP合酶結(jié)構(gòu)模式圖88解耦聯(lián)劑：使氧化和磷酸化脫耦聯(lián)，氧化仍可以進(jìn)行，而磷酸化不能進(jìn)行。 本質(zhì)上是使呼吸鏈傳遞電子過程中泵出的H+不經(jīng)ATP合酶的F0質(zhì)子通道回流，而通過線粒體內(nèi)膜中其它途徑返回線粒體基質(zhì)，能量以熱能形式釋放。 常用的解耦聯(lián)劑有2，4-二硝基苯酚（DNP）。89解偶聯(lián)蛋白作用機(jī)制（棕色脂肪組織線粒體）ⅢⅠⅡF0F1ⅣCytcQ胞液側(cè)基質(zhì)側(cè)解偶聯(lián)蛋白熱能

H+

H+ADP+PiATP90甲狀腺激素使機(jī)體耗氧和產(chǎn)熱均增加1.促進(jìn)Mit的氧化磷酸化，ATP生成2.甲狀腺激素誘導(dǎo)Na+,K+–ATP酶和解偶聯(lián)蛋白基因表達(dá)均增加。使ATPADP+Pi總效應(yīng)：ATP合成，ATP分解也表現(xiàn)為氧耗，產(chǎn)熱甲亢：易熱，易喘，情緒激動91線粒體DNA(mitochondialDNA)

氧自由基氧化磷酸化突變

ATP呼吸鏈及線粒體蛋白質(zhì)合成mtDNA病線粒體DNA病與衰老有關(guān)。–線粒體DNA突變92五、ATP的利用與儲存ATP的生理作用是生命活動利用能量的主要形式；用于糖、脂及蛋白質(zhì)的生物合成；核酸合成原料；肌肉收縮的能源；為離子轉(zhuǎn)運(yùn)提供能量；參與細(xì)胞間信息傳遞等93ATP的儲存磷酸肌酸94肌酸激酶的作用磷酸肌酸作為肌肉和腦組織中能量的一種貯存形式。95六、胞漿中NADH的氧化胞漿中NADH必須經(jīng)一定轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制進(jìn)入線粒體，再經(jīng)呼吸鏈進(jìn)行氧化磷酸化。轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制主要有α-磷酸甘油穿梭(α-glycerophosphateshuttle)蘋果酸-天冬氨酸穿梭(malate-asparateshuttle)961.

α-磷酸甘油穿梭機(jī)制

97

NADH+H+

FADH2NAD+

FAD