(二)呼吸鏈的組成
組成呼吸鏈的成分已發(fā)現(xiàn)20余種,分為5大類。
1.輔酶Ⅰ和輔酶Ⅱ
輔酶Ⅰ(NAD+或CoⅠ)為煙酰胺腺嘌呤二核苷酸。輔酶Ⅱ(NADP+或CoⅡ)為煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸。它們是不需氧脫氫酶的輔酶,分子中的煙酰胺部分,即維生素PP能可逆地加氫還原或脫氫氧化,是遞氫體。以NAD+作為輔酶的脫氫酶占多數(shù)。
2.黃素酶
黃素酶的種類很多,輔基有2種,即FMN和FAD。FMN是NADH脫氫酶的輔基,F(xiàn)AD是琥珀酸脫氫酶的輔基,都是以核黃素為中心構(gòu)成的,其異咯嗪環(huán)上的第1位及第5位兩個氮原子能可逆地進行加氫和脫氫反應,為遞氫體。
3.鐵硫蛋白
分子中含有非血紅素鐵和對酸不穩(wěn)定的硫,因而常簡寫為FeS形式。在線粒體內(nèi)膜上,常與其他遞氫體或遞電子體構(gòu)成復合物,復合物中的鐵硫蛋白是傳遞電子的反應中心,亦稱鐵硫中心,與蛋白質(zhì)的結(jié)合是通過Fe與4個半胱氨酸的S相連接。
4.泛醌(又名輔酶Q)
一類廣泛分布于生物界的脂溶性醌類化合物。分子中的苯醌為接受和傳遞氫的核心,其C-6上帶有異戊二烯為單位構(gòu)成的側(cè)鏈,在哺乳動物,這個長鏈為10個單位,故常以Q10表示。
5.細胞色素類
細胞色素(cytochrome, Cyt)是一類以鐵卟啉為輔基的結(jié)合蛋白質(zhì),存在于生物細胞內(nèi),因有顏色而得名。已發(fā)現(xiàn)的有30多種,按吸收光譜分a、b、c三類,每類又有好多種。
Cyta和a3 結(jié)合緊,迄今尚未分開,故寫成aa3,位于呼吸鏈的終末部位,其輔基為血紅素A,傳遞電子的機制是以輔基中鐵價的變化Fe3+ →Fe2+,a3還含有銅離子,把電子直接交給分子氧Cu+ →Cu2+,所以a3又稱細胞色素氧化酶。a3中的鐵原子可以與氧結(jié)合,也可以與氰化物離子(CN—)、CO等結(jié)合,這種結(jié)合一旦發(fā)生,a3便失去使氧還原的能力,電子傳遞中止,呼吸鏈阻斷,導致機體不能利用氧而窒息死亡。
(三)呼吸鏈中傳遞體的順序
呼吸鏈中氫和電子的傳遞有著嚴格的順序和方向。根據(jù)氧化還原原理,氧化-還原電勢E是物質(zhì)對電子親和力的量度,電極電位的高低反映電子得失的傾向,E O'值愈低的氧還對(A/AH2)釋放電子的傾向愈大,愈容易成為還原劑而排在呼吸鏈的前面。所以NADH還原能力最強,氧分子的氧化能力最強。電子的自發(fā)流向是從電極電位低的物質(zhì)(還原態(tài))到電位高的氧化態(tài),目前一致認可的是按標準氧還電位遞增值依次排列。
電子由NADH的傳遞到氧分子通過3個大的蛋白質(zhì)復合體,即 NADH脫氫酶、細胞色素bc1復合體和細胞色素氧化酶到氧(又稱復合體Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ)。電子從FADH2的傳遞是通過琥珀酸-輔酶Q還原酶(復合體Ⅱ)經(jīng)Q、復合體Ⅲ、Ⅳ到氧(琥珀酸-輔酶Q還原酶催化的反應的自由能變化太小)。
例題:
1、下列化合物中,不含有高能磷酸鍵的是 ( )
A NAD+ B ADP C NADPH D FMN
2、下列化學物水解,哪一個釋放的能量最少? ( )
A ATP B ADP C AMP D PEP
3、肌肉細胞中能量貯存的主要形式是 ( )
A ATP B ADP C AMP D 磷酸肌酸
參考答案
1-3:DCD