氧化磷酸化概念|ATP合酶思维导图

深知

2023-02-21

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基础医学理论

临床药理

氧化磷酸化概念

ATP合酶

氧化磷酸化一、氧化磷酸化的概念从物质代谢脱下的氢原子经电子传递链与氧结合成水的过程，逐步释放出能量，储存在ATP中。氢的氧化和ADP的磷酸化过程偶联在一起，称为氧化磷酸化。树图思维导图|搜索整理二、电子传递链生物氧化过程中，中间代谢物脱下的氢经一系列酶或辅酶的传递，最后与氧结合生成水。

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思维导图大纲

一、氧化磷酸化的概念

二、电子传递链

生物氧化过程中，中间代谢物脱下的氢经一系列酶或辅酶的传递，最后与氧结合生成水。这一系列起传递作用的酶或辅酶等称为递氢体和电子传递体，它们按一定顺序排列在线粒体内膜上构成电子传递链，也称呼吸链。递氢体或电子传递体都有氧化还原特性，所以可以传递氧原子和电子。

（一）电子传递链的组成成分递氢体或电子传递体主要有以下五类：①尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）或称辅酶I；②黄素蛋白：黄素蛋白种类很多，其辅基有黄素单核苷酸（FMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）二种；③铁硫蛋白：铁硫蛋白的辅基是铁硫簇，它含有等量的铁原子和硫原子；④泛醌：泛醌是广泛存在于生物界并有醌结构的化合物，可有半醌型和醌型两种状态；⑤细胞色素（Cyt）：细胞色素是一类含铁卟啉辅基的色蛋白，广泛出现于细胞内。细胞色素可分为a、b和c三类，每一类中又因其最大吸收峰各有差异而又可分成几个亚类。

（二）电子传递链中递氢体的顺序体内有两条电子传递链，一条是以NADH为起始的，另—条以FAD为起始的电子传递链。两条电子传递链的顺序分别为NADH→FMN→辅酶Q→Cytb→Cytc→Cytaa3→O2和FADH2→辅酶Q→Cytb→Cytc→Cytaa3→O2.

（三）电子传递链中生成ATP的部位在电子传递反应中伴有电位降。在电子传递链的FMN→酶Q、Cytb→Cytc和Cytaa3→O2的三个部位各自的电位降所释放的能量足以合成1分子ATP，所以NADH电子传递链可合成3分子ATP.而FADH2电子传递链没有FMN→辅酶Q，所以只能合成2分子ATP.

（四）质子梯度的形成机制电子传递链在传递电子时，所释放出的能量，可以将线粒体基质内的H+转移至线粒体内膜的胞液侧，形成线粒体内膜两侧的质子梯度或电化学梯度。当胞液中的质子流通镶嵌于线粒体内膜中的ATP合酶所构成的质子通道，回流至线粒体基质时，蕴藏在质子梯度中的能量就可以合成ATP，这就是合成ATP的化学渗透学说。

三、ATP合酶

ATP是由位于线粒体内膜上的ATP合酶催化ADP与Pi合成的。ATP合酶是一个大的膜蛋白复合体，分子量在480-500kD，由两个主要组分构成，一是疏水的F0组分，另一个是亲水的F1组分。F1部分由3个α，3个β，γ，δ，ε等9个亚基组成。β与α亚基上有ATP结合部位；γ亚基被认为具有控制质子通道闸门作用；δ亚基是F1与膜相连所必需的，基中心部分为质子通道；ε亚基是酶的调节部分。Fo主要构成质子通道。当质子流从线粒体外回流至线粒体基质时，提供能量给ATP合酶合成ATP.

四、氧化磷酸化的调节

氧化磷酸化的抑制剂分两大类。一类是电子传递链抑制剂，，例如，鱼藤酮可以阻断电子从NADH传递至泛醌；抗霉素A和二巯基丙醇抑制电子从Cytb传递至Cytc.另一类是解偶联剂，使氧化和磷酸化脱离，不能生成ATP.

在体内，氧化磷酸化的速率主要受ATP浓度的调节。细胞活动消耗ATP后，ADP水平升高，ATP水平降低，就促进氧化磷酸化以补充ATP，同时也促进三羧酸循环的运行，以提供更多的还原当量。Ca2+对氧化磷酸化的调节有重要作用。Ca2+不仅促进三羧酸循环，而且还通过促进线粒体容积增加而加速电子传递，促进心肌、肝线粒体的呼吸和合成ATP.

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