2016年考研生物化学复习资料：ATP的氧化磷酸化体系

1、呼吸链

概念：呼吸链指线粒体内膜中按一定顺序排列的一系列具有电子传递功能的酶复合体，可通过链锁的氧化还原将代谢物脱下的电子最终传递给氧生成水。这一系列酶和辅酶称为呼吸链(respiratory chain)又称电子传递链(electron transfer chain)。

氧化呼吸链由4种具有传递电子能力的复合体组成

酶复合体是线粒体内膜氧化呼吸链的天然存在形式，所含各组分具体完成电子传递过程。电子传递过程释放的能量驱动H+移出线粒体内膜，转变为跨内膜H+梯度的能量，再用于ATP的生物合成。

排列顺序：

(1)NADH氧化呼吸链

NADH →复合体Ⅰ→Q →复合体Ⅲ→Cyt c →复合体Ⅳ→O2

(2)琥珀酸氧化呼吸链

琥珀酸 →复合体Ⅱ →Q →复合体Ⅲ→Cyt c →复合体Ⅳ→O2

氧化呼吸链组分按氧化还原电位由低到高的顺序排列

2、氧化磷酸化将氧化呼吸链释能与ADP磷酸化生成ATP偶联

概念：是指在呼吸链电子传递过程中偶联ADP磷酸化，生成ATP，又称为偶联磷酸化。

底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation)与脱氢反应偶联，生成底物分子的高能键，使ADP(GDP)磷酸化生成ATP(GTP)的过程。不经电子传递。

氧化磷酸化偶联部位：复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ

确定依据：

(1)P/O比值

(2)自由能变化ㄓGº’=-nFㄓEº’

氧化磷酸化偶联机制是产生跨线粒体内膜的质子梯度

偶联机制：化学渗透假说

电子经呼吸链传递时，可将质子(H+)从线粒体内膜的基质侧泵到内膜胞浆侧，产生膜内外质子电化学梯度储存能量。当质子顺浓度梯度回流时驱动ADP与Pi生成ATP。

质子顺梯度回流释放能量被ATP合酶利用催化ATP合成

3、影响氧化磷酸化的因素

抑制剂

(1) 呼吸链抑制剂

阻断呼吸链中某些部位电子传递。

(2)解偶联剂

使氧化与磷酸化偶联过程脱离。如：解偶联蛋白

(3)氧化磷酸化抑制剂

对电子传递及ADP磷酸化均有抑制作用。如：寡霉素

4、ATP在能量的生成、利用、转移和储存中起核心作用

高能磷酸键：水解时释放的能量大于21KJ/mol的磷酸酯键，常表示为 ~P

高能磷酸化合物即含有高能磷酸键的化合物

5、线粒体内膜对各种物质进行选择性转运

线粒体外膜通透性高，线粒体对物质通过的选择性主要依赖于内膜中不同转运蛋白(transporter)对各种物质的转运。

胞液中NADH的氧化转运机制主要有：

α-磷酸甘油穿梭(glycerophosphate shuttle)存在于脑和骨骼肌

苹果酸-天冬氨酸穿梭(malate-asparate shuttle)存在于肝和心肌