第五章-生物氧化-第二节-电子传递链 48页PPT文档

细胞色素氧化酶（10个亚基的多聚蛋白）
MH2
NADH呼吸链每个传递体的氧化还原循环
NAD+
FMNH2
2Fe3+
CoQH2
2Fe3+
2(Fe-S)
2cytb
M
NADH2
2Fe3+
2Fe2+
FMN
2Fe2+
CoQ
2Fe2+
2H+
2H+
2H+
NADH-Q还原酶
2Fe3+
2Fe2+
2Fe3+
H2O
2cytb
❖以FMN或FAD为辅基的蛋白质统称黄素蛋白。 ❖FMN通过氧化还原变化可接收NADH+H+的 氢以及电子。
FMN
FMNH2
铁硫聚簇（Fe-S中心 ）
❖ 铁硫聚簇主要以（ Fe-S ） (2Fe-2S) 或 (4Fe-4S) 形式存在，铁硫聚簇与蛋白质结合 称为铁硫蛋白。
❖铁硫聚簇通过Fe3+ Fe2+ 变化，将氢从FMNH2上脱 下传给CoQ，同时起传递电子的作用，每次传递一个电 子.
细胞色素bc1复合体的作用是将电子从QH2转 移到细胞色素c：
QH2 cyt.b Fe-S
cyt.c1 cyt.c
细胞色素（cytochrome,cyt）
❖ 是以铁卟啉（血红素）为 辅基的蛋白质（有颜色）， 高等动物线粒体呼吸链中主 要含有5种细胞色素a、a3 、 b、 c 、c1等，细胞色素 b,c1,c的辅基都是铁-原朴啉 Ⅳ，细胞色素a、a3的辅基 为血红素A。 ❖ 细胞色素主要是通过辅基 中Fe3+ Fe2+ 的互变起传 递电子的作用。一个细胞色 素每次传递一个电子。

颜色 α带波长 与酶蛋白连接 红色 560nm 非共价结合
Cytc
原卟啉Ⅸ (血红素)
红色
550nm
与多肽链中 Cys 的 –SH相连
Cyta 血红素A 绿色 600nm 非共价结合
Cytochrome bc1 complex (complex III)
④泛醌 (ubiquinone, UQ)
即辅酶Q（ Coenzyme Q， CoQ），属于脂溶性 醌类化合物，带有多个异戊二烯侧链。
分子中的铁通过氧化还原而传递电子，为单电子传 递体。
A、结构：一类含铁卟啉辅基的色素蛋白 B、分类: Cyta: Cytaa3
Cytb: Cytb562 、Cytb566、 Cytb560 Cytc: Cytc 、 c1 C、区别： ① 铁卟啉辅基侧链不同
② 铁卟啉辅基与酶蛋白
③ 连接方式不同
CytFe3+ + e CytFe2+
NADH succinate
FMN （Fe-S）
compexI CoQ
Cyt b, c1 （Fe-S）
Cyt c
Cyt aa3
O2
FAD （Fe-S）
compex III
compex IV
compex II
复合物Ⅰ—— NADH-Q 还原酶
NADH
FMN，Fe-S
CoQ
结合铁硫蛋白,辅基 为FMN的黄素蛋白.
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呼吸链的专一抑制剂
4. 呼吸链各复合体在线粒体内膜中的位置

颜色 α带波长 与酶蛋白连接 红色 560nm 非共价结合
Cytc
原卟啉Ⅸ (血红素)
红色
550nm
与多肽链中 Cys 的 –SH相连
Cyta 血红素A 绿色 600nm 非共价结合
Cytochrome bc1 complex (complex III)
④泛醌 (ubiquinone, UQ)
即辅酶Q（ Coenzyme Q， CoQ），属于脂溶性 醌类化合物，带有多个异戊二烯侧链。
Q10/Q10H2 Cyt c1 Fe3+/ Fe2+ Cyt c Fe3+/Fe2+ Cyt a Fe3+ / Fe2+ Cyt a3 Fe3+ / Fe2+ 1/2 O2/ H2O
Eº' (V) -0.32 -0.30 -0.06 0.04（或0.10） 0.07 0.22 0.25 0.29 0.55 0.82
Iron atoms cycle between Fe2+ (reduced) and Fe3+(oxidized).
③ 细胞色素（Cytochrome, Cyt）
是一类以铁卟啉为辅基的电子传递蛋白。
呼吸链中主要有a、b、c三类。差别在于铁卟啉的 侧链以及铁卟啉与蛋白部分连接的方式不同。 Cyt b、c的铁卟啉与血红素相同； Cyt a的铁卟啉为血 红素A。
NADH
FMN （Fe-S）
CoQ
Cyt b
c1
c
aa3 O2
2）琥珀酸氧化呼吸链
琥珀酸
FAD （Fe-S）
CoQ
Cyt b c1
c
aa3 O2
NADH氧化呼吸链

由NADH开始的呼吸链 —— NADH呼吸链； 由FADH2开始的呼吸链 —— FADH2呼吸链。
2、电子传递链分布 原核细胞存在于质膜上 真核细胞存在于线粒体的内膜上
二. 呼吸链的组成
电子传递中有四个复合体参与：
NADH-CoQ还原酶（复合物I） 琥珀酸-CoQ还原酶（复合物Ⅱ ） CoQ-细胞色素c还原酶（复合物III ） 细胞色素氧化酶（复合物Ⅳ）
铁硫中心只有1个Fe起氧化还原反应，在氧化型（ Fe3+）和还原型（Fe2+）之间转变。
呼吸链中的电子传递体：
3. 铁硫蛋白
铁硫蛋白在呼吸链中作为电子传递体，不传递氢 。
呼吸链中的铁硫蛋白通常与其它的电子传递体的 蛋白质（如黄素酶、细胞色素）结合成复合物，从 而具有不同的氧化还原电位，在呼吸链的不同部位 传递电子。目前对其具体作用机制并不十分清楚.
五. 呼吸链的电子传递过程
呼吸链各复合体在线粒体内膜中的位置
呼吸链中的电子传递体：
1. 烟酰胺脱氢酶
是指以NAD+或NADP+为辅酶的脱氢酶, 属于烟 酰胺的衍生物。以NAD+为辅酶的脱氢酶主要参与线 粒体底物到分子氧的传递, 以 NADP+为辅酶的脱氢 酶主要参与将电子传给生物合成过程.
呼吸链中的电子传递体：
（一）NADH-CoQ还原酶（复合物1） 由FMN + 铁硫蛋白
功能：先与NADH结合并将NADH上的两个高势能 电子转移到FMN辅基上，使NADH氧化，并使 FMN还原。
NADH+H++FMN
FMNH2+NAD+
二、琥珀酸-CoQ还原酶（复合体Ⅱ ）
琥珀酸脱氢酶，它是嵌在线粒体内膜的酶蛋白。也是此复合 体的一部分，其辅基包括FAD和Fe-S聚簇。