复合物Ⅲ:催化CoQH2氧化、Cytc还原 复合物IV:催化Cytc氧化、O2还原 表6-2使用抗霉素A前后各种递电子体的还原型百分数 FP Cytb Cytc+cl Cty aa3 琥珀酸 40 25 19 琥珀酸+抗霉素A 100 100 0 0 从表中可以看出,FP、Cytb位于抗霉素A阻断部位之前,Cytc、cl、aa3位于阻断部位之后。用不同的抑制剂作此实验,就可以确定呼吸 链中各种传递体的排列顺序。 4在体外实验中,将线粒体分成各种复合物,检测其各自催化的反应,再将其重组,检测其催化能力。 美国格林(Green)等实验室成功地将呼吸链分离成具有催化活性的四种复合物以及CoQ和Cytc.检测各个复合物的功能发现: 可以看出CoQ在复合物I与Ⅲ,Ⅱ与Ⅲ之间传递还原当量,Cytc在复合物Ⅲ与V之间传递还原当量。他们又将这四种复合物1:1:1:1的比 例混合,加上CoQ和Cytc重组,基本上恢复了线粒体原有的催化能力。 借助上述实验方法,呼吸链各组分的排列顺序已基本明确,但仍有些不一致的看法,其中以CQ至细胞色素C这一部分研究得还很不清 楚,对于Fe-S和CoQ的定位和数量也有争议。 (仁)氧化呼吸链 1.NADH氧化呼吸链人体内大多数脱氢酶都以NAD+作辅酶,在脱氢酶催化下底物SH2脱下的氢交给NAD+生成NADH+H+,在NADH脱 氢酶作用下,NADH+H+将两个氢原子传递给FMN生成FMNH2,再将氢传递至CoQ生成CoQH2,此时两个氢原子解离成2H++2e,2H+游离于 介质中,2e经Cytb、c1、c、aa3传递,最后将2e传递给1/202,生成02-,02与介质中游离的2H+结合生成水,综合上述传递过程可用图6-6表 示。 院珀酸 FAD 1 (Fe-s)b CoQ H/2Cy1-Fe 0+H0 延胡索酸 FADH e-sth 2Cyt-Fe 2 图6-6NADH氧化呼吸链 SH2:作用物;(Fe-S):铁硫中心;Cyt:细胞色素 2.琥珀酸氧化呼吸链琥珀酸在琥珀酸脱氢酶作用下脱氢生成延胡索酸,FAD接受两个氢原子生成FADH2,然后再将氢传递给CoQ,生成 CoQH2,此后的传递和NADH氧化呼吸链相同,整个传递过程可用图6-7表示。 位一碑酸甘油 脂酥C0A 苹果酸、异柠檬酸、 FAD 1 FAD B一羟」酸,谷氮酸等 L民eS)E MD·-[MN L(Fe-S)J +Cc0→b→G+c+4+0 FAD FAD 硫辛酸 L(Fe-S)J 丙削酸 观珀酸 年一酮戊二酸 图6.7琥珀酸氧化呼吸链 (Fe-S):铁硫中心:b:琥珀酸脱氢酶复合体的细胞色素 3.线粒体氧化呼吸链总结线粒体中物质代谢会生成大量的NADH+H+和FADH2-它们可来自丙酮酸氧化脱羧、三羧酸循环、脂肪酸的邹-氧 化和L-谷氨酸的氧化脱氨等反应,现将某些重要底物氧化时的呼吸链总结于图6·8。 跑液面 线拉体 蕃质面 NADH+H NaD' 内麟 UQ 甘泊磷酸 脱氢脚 磷酸二羟丙丽 a磷酸甘油 FAD 一线拉体 FADH. 甘油磷酸脱氢魏 图6-8线粒体中某些底物氧化时的呼吸链 *ETF:电子传递黄素蛋白,铺基为FAD 三、胞浆中NADH的转移复合物Ⅲ:催化Co QH2氧化、Cyt c还原 复合物Ⅳ:催化Cyt c氧化、O2还原 表6-2 使用抗霉素A前后各种递电子体的还原型百分数 FP Cyt b Cyt c+c1 Cty aa3 琥珀酸 40 25 19 4 琥珀酸+抗霉素A 100 100 0 0 从表中可以看出,FP、Cyt b位于抗霉素A阻断部位之前,Cytc、cl、aa3位于阻断部位之后。用不同的抑制剂作此实验,就可以确定呼吸 链中各种传递体的排列顺序。 4.在体外实验中,将线粒体分成各种复合物,检测其各自催化的反应,再将其重组,检测其催化能力。 美国格林(Green)等实验室成功地将呼吸链分离成具有催化活性的四种复合物以及CoQ和Cytc.检测各个复合物的功能发现: 可以看出CoQ在复合物Ⅰ与Ⅲ,Ⅱ与Ⅲ之间传递还原当量,Cyt c在复合物Ⅲ与Ⅳ之间传递还原当量。他们又将这四种复合物1:1:1:1的比 例混合,加上CoQ和Cyt c重组,基本上恢复了线粒体原有的催化能力。 借助上述实验方法,呼吸链各组分的排列顺序已基本明确,但仍有些不一致的看法,其中以CoQ至细胞色素C这一部分研究得还很不清 楚,对于Fe-S和CoQ的定位和数量也有争议。 (二)氧化呼吸链 1.NADH氧化呼吸链 人体内大多数脱氢酶都以NAD+作辅酶,在脱氢酶催化下底物SH2脱下的氢交给NAD+生成NADH+H+,在NADH脱 氢酶作用下,NADH+H+将两个氢原子传递给FMN生成FMNH2,再将氢传递至CoQ生成CoQH2,此时两个氢原子解离成2H++2e,2H+游离于 介质中,2e经Cyt b、c1、c、aa3传递,最后将2e传递给1/2O2,生成O2-,O2与介质中游离的2H+结合生成水,综合上述传递过程可用图6-6表 示。 图6-6 NADH氧化呼吸链 SH2:作用物;(Fe-S):铁硫中心;Cyt:细胞色素 2.琥珀酸氧化呼吸链 琥珀酸在琥珀酸脱氢酶作用下脱氢生成延胡索酸,FAD接受两个氢原子生成FADH2,然后再将氢传递给CoQ,生成 CoQH2,此后的传递和NADH氧化呼吸链相同,整个传递过程可用图6-7表示。 图6-7 琥珀酸氧化呼吸链 (Fe-S):铁硫中心:b:琥珀酸脱氢酶复合体的细胞色素 3.线粒体氧化呼吸链总结 线粒体中物质代谢会生成大量的NADH+H+和FADH2-它们可来自丙酮酸氧化脱羧、三羧酸循环、脂肪酸的β-氧 化和L-谷氨酸的氧化脱氨等反应,现将某些重要底物氧化时的呼吸链总结于图6-8。 图6-8 线粒体中某些底物氧化时的呼吸链 *ETF:电子传递黄素蛋白,辅基为FAD 三、胞浆中NADH的转移