氧化磷酸化抑制剂

生物化学试题及答案（6)第六章生物氧化【测试题】一、名词解释1.生物氧化2.呼吸链3。

氧化磷酸化4。

P/O比值5.解偶联剂6.高能化合物7。

细胞色素8.混合功能氧化酶二、填空题9．琥珀酸呼吸链的组成成分有____、____、____、____、____.10．在NADH 氧化呼吸链中，氧化磷酸化偶联部位分别是____、____、____，此三处释放的能量均超过____KJ。

11．胞液中的NADH+H+通过____和____两种穿梭机制进入线粒体，并可进入____氧化呼吸链或____氧化呼吸链，可分别产生____分子ATP或____分子ATP。

12．ATP生成的主要方式有____和____.13．体内可消除过氧化氢的酶有____、____和____。

14．胞液中α—磷酸甘油脱氢酶的辅酶是____，线粒体中α—磷酸甘油脱氢酶的辅基是____。

15．铁硫簇主要有____和____两种组成形式，通过其中的铁原子与铁硫蛋白中的____相连接。

16．呼吸链中未参与形成复合体的两种游离成分是____和____。

17．FMN或FAD作为递氢体,其发挥功能的结构是____.18．参与呼吸链构成的细胞色素有____、____、____、____、____、____。

19．呼吸链中含有铜原子的细胞色素是____.20．构成呼吸链的四种复合体中，具有质子泵作用的是____、____、____。

21．ATP合酶由____和____两部分组成，具有质子通道功能的是____，____具有催化生成ATP 的作用。

22．呼吸链抑制剂中,____、____、____可与复合体Ⅰ结合，____、____可抑制复合体Ⅲ，可抑制细胞色素c氧化酶的物质有____、____、____。

23．因辅基不同，存在于胞液中SOD为____,存在于线粒体中的 SOD为____，两者均可消除体内产生的____.24．微粒体中的氧化酶类主要有____和____。

生物氧化练习题一、填空题1、在具有线粒体的生物中，典型的呼吸链有两种，它们是NADH 呼吸链和FADH2呼吸链。

这是根据接受代谢物脱下的氢的载体不同而区别的。

2、在呼吸链中，惟一的非蛋白组分是辅酶Q ，惟一不与线粒体膜紧密结合的蛋白质是细胞色素C 。

3、细胞色素是一类含有铁卟啉辅基的电子传递体，铁硫蛋白是一类含有非卟啉铁和对酸不稳定的硫的电子传递体。

4、解释氧化磷酸化作用机制被公认的学说是化学渗透学说，它是英国生物化学家Peter Mitchell 于1961年首先提出的。

5、一对电子从NADH传递至氧的过程中，还原力逐渐降低，氧化力逐渐增强。

6、合成1分子ATP需 3 个质子通过ATP合酶，每个ATP从线粒体基质进入胞质需消耗 1 个质子，这样每产生1分子ATP，共需消耗 4 个质子。

7、生物氧化中NADH呼吸链的P/O比值是每消耗1摩尔的原子生成的ATP 摩尔数，FADH2呼吸链的P/O比值 1.5 。

8、用特殊的电子传递抑制剂可将呼吸链分成许多单个反应，这是一种研究氧化磷酸化中间步骤的有效方法，常用的抑制剂及作用如下：①鱼藤酮、安密妥等抑制电子由NADH 向CoQ 的传递。

②抗霉素A抑制电子由细胞色素b 向c1的传递。

③氰化物、CO等抑制电子由细胞色素(a+a3) 向分子氧的传递。

9、穿梭作用主要有磷酸甘油穿梭系统与苹果酸-天冬氨酸穿梭系统，两者进入呼吸链氧化，其P/O值分别是 1.5 和2.5 。

10、ATP 是各种生命活动所需能量的直接供应者。

脂肪是肌肉中能量的贮存形式。

二、单项选择题（在备选答案中只有一个是正确的）1、下列哪一叙述不是生物氧化的特点？：（D ）A、逐步氧化B、必需有水参加C、生物氧化的方式为脱氢反应D、能量同时释放2、能直接将电子传递给氧的细胞色素是：（ D ）A、Cyt aa3B、Cyt bC、Cyt c1D、Cyt c3、真核细胞的电子传递链定位于：（ C ）A、胞液B、质膜C、线粒体内膜D、线粒体基质4、下列关于NADH的叙述中，不正确的是( B )A、可在胞液中生成B、可在线粒体中生成C、可在胞液中氧化生成ATPD、可在线粒体中氧化并产生ATP5、在生物氧化中FMN和FAD的作用是( D )A、转氨B、加氧C、脱羧D、递氢6、下列哪种物质不属于高能化合物？（ A ）A、葡萄糖-6-磷酸B、肌酸磷酸C、GTPD、1,3-二磷酸甘油酸7、电子传递抑制剂会引起下列哪种效应？( A )A、电子传递停止，ATP合成停止B、电子传递停止，ATP正常合成C、氧不断消耗，ATP合成停止D、氧不断消耗，ATP正常合成8、解偶联剂会引起下列哪种效应？( B )A、氧不断消耗，ATP正常合成B、氧不断消耗，ATP合成停止C、氧消耗停止，ATP合成停止D、氧消耗停止，ATP正常合成9、氧化磷酸化抑制剂会引起下列哪种效应？( C )A、氧不断消耗，ATP正常合成B、氧不断消耗，ATP合成停止C、氧消耗停止，ATP合成停止D、氧消耗停止，ATP正常合成10、下列哪一个不是呼吸链的成员之一？（ C ）A、CoQB、FADC、生物素D、细胞色素C三、是非判断题1、生物体内，所有高能化合物都含有磷酸基团。

细胞色素类 都以血红素为辅基，红色或褐色。将电子从辅酶Q传递到氧。根据吸收光谱，可分为三类：a,b,c。呼吸链中至少有5种：b、c1、c、a、a3(按电子传递顺序)。细胞色素aa3以复合物形式存在，又称细胞色素氧化酶，是最后一个载体，将电子直接传递给氧。从a传递到a3的是两个铜原子，有价态变化。
复合体IV：细胞色素C氧化酶复合体。将电子传递给氧。
三、偶联的调控
（一）呼吸控制
电子传递与ATP形成在正常细胞内总是相偶联的，二者缺一不可。ATP与ADP浓度之比对电子传递速度和还原型辅酶的积累与氧化起着重要的调节作用。ADP作为关键物质对氧化磷酸化的调节作用称为呼吸控制。呼吸控制值是有ADP时氧的利用速度与没有时的速度之比。完整线粒体呼吸控制值在10以上，损伤或衰老线粒体可为1，即失去偶联，没有磷酸化。
在葡萄糖的分解代谢中，一分子葡萄糖共生成10个NADH和2个FADH2，其标准生成自由能是613千卡，而在燃烧时可放出686千卡热量，即90％贮存在还原型辅酶中。呼吸链使这些能量逐步释放，有利于形成ATP和维持跨膜电势。
原核细胞的呼吸链位于质膜上，真核细胞则位于线粒体内膜上。
二、构成
呼吸链包含15种以上组分，主要由4种酶复合体和2种可移动电子载体构成。其中复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、辅酶Q和细胞色素C的数量比为1：2：3：7：63：9。
三、抑制剂
1.鱼藤酮、安密妥、杀粉蝶菌素：阻断电子从NADH到辅酶Q的传递。鱼藤酮是极毒的植抗生素，抑制从细胞色素b到c1的传递。
3.氰化物、叠氮化物、CO、H2S等，阻断由细胞色素aa3到氧的传递。
第二节 氧化磷酸化
一、定义
与生物氧化相偶联的磷酸化作用称为氧化磷酸化作用。其作用是利用生物氧化放出的能量合成ATP：

氧化磷酸化抑制剂机理研究论文素材引言：氧化磷酸化抑制剂是一类可以阻断细胞线粒体氧化还原链中磷酸化过程的药物。

它们通过抑制细胞内氧化磷酸化反应，干扰能量产生和细胞代谢过程，从而对肿瘤的发展和生长起到抑制作用。

本篇论文通过对氧化磷酸化抑制剂的机理研究，旨在深入探讨其在抗肿瘤治疗中的潜力和应用前景。

一、氧化磷酸化抑制剂的分类1. 直接抑制磷酸化过程的药物2. 干扰线粒体呼吸链的药物3. 阻断能量转化的药物二、氧化磷酸化抑制剂的作用机制1. 抑制ATP合成：氧化磷酸化抑制剂通过阻断ATP合成，限制肿瘤细胞的能量供应，从而降低其活力和生长速度。

2. 干扰线粒体功能：通过干扰线粒体的正常功能，如电子传递链或氧化还原平衡，氧化磷酸化抑制剂能够抑制肿瘤细胞的生存能力。

3. 诱导细胞凋亡：某些氧化磷酸化抑制剂可以通过引发线粒体引起的细胞凋亡机制，促进肿瘤细胞的死亡。

4. 抗血管生成：氧化磷酸化抑制剂在抑制肿瘤发展中还发挥了抗血管生成的作用，限制肿瘤的营养供应，从而抑制其增长。

三、氧化磷酸化抑制剂的应用前景1. 抗肿瘤治疗：氧化磷酸化抑制剂作为一种新型的抗肿瘤药物，其独特的作用机制使其成为肿瘤治疗领域的研究热点，有望成为肿瘤治疗的新策略。

2. 肿瘤耐药性逆转：研究发现，氧化磷酸化抑制剂可以逆转肿瘤对其他抗癌药物的耐药性，提高化疗的效果。

3. 其他疾病治疗：除了抗肿瘤治疗外，氧化磷酸化抑制剂还在缓解多种代谢性疾病，如糖尿病和心肌损伤等方面展现出广阔的应用前景。

结论：通过研究氧化磷酸化抑制剂的作用机制，我们能够更好地理解该类药物在抗肿瘤治疗中的作用和潜力。

随着技术的发展和研究的深入，相信氧化磷酸化抑制剂将在未来的临床应用中发挥更大的作用，为肿瘤患者带来新的希望。

原电池的结构
检流计 负极，氧化反应 负极， 正极，还原反应 正极，
电解装置
阴极，还原反应 阴极， 阳极，氧化反应 阳极，
电极电势和电动势
RT [电子受体] 能斯特方程 E n = E 0 + ln b nF [电子供体]
a
式中E 为标准电极电势， 式中 0 为标准电极电势，即反应物和产物的活 度都为1（ 如果是气体则为1atm） ， 温度 ℃ 下的 度都为 （ 如果是气体则为 ） 温度25℃ 电极电势。规定氢电极的标准电极电势为0。 电极电势。规定氢电极的标准电极电势为 。令标准 氢电极为负极，其它电极为正极， 氢电极为负极 ， 其它电极为正极 ， 得到电池的电动 此电动势即为其它电极的标准电极电势。 势，此电动势即为其它电极的标准电极电势。 两个电极组成电池的电动势
电子传递链
呼吸电子传递链主要由蛋白质复合体组成， 呼吸电子传递链主要由蛋白质复合体组成 ， 在线粒体内膜上有4种参与电子传递的蛋白质复 在线粒体内膜上有 种参与电子传递的蛋白质复 合体， 合体，分别为 NADH－Q还原酶 NADH－Q还原酶（NADH-Q reductase） 还原酶（ reductase） 琥珀酸－ 还原酶 还原酶（ 琥珀酸－Q还原酶（succinate-Q reductase） ） 细胞色素还原酶（ 细胞色素还原酶（cytochrome reductase） ） 细胞色素氧化酶（ 细胞色素氧化酶（cytochrome oxidase） ）
电子传递形成跨膜的 质子梯度
在电子传递过程中， 伴随有H 在电子传递过程中，还伴随有 +从线粒体内膜 的基质侧，向内膜的外侧运输， 的基质侧，向内膜的外侧运输，结果造成跨线粒体 内膜的质子梯度，这样在膜内外既造成质子的浓度 内膜的质子梯度， 梯度，又造成电势梯度， 梯度，又造成电势梯度，这种电化学势梯度贮存有 能量。 能量。也就是电子传递过程中释放的能量转变成跨 线粒体内膜的电化学势梯度中贮存的能量。 线粒体内膜的电化学势梯度中贮存的能量。当质子 由膜的外侧向内侧运动时，推动ATP合成。这个过 合成。 由膜的外侧向内侧运动时，推动 合成 程称为氧化磷酸化。 程称为氧化磷酸化。

氧化磷酸化的解偶联剂和抑制剂氧化磷酸化过程可受到许多化学因素的作用。

不同化学因素对氧化磷酸化过程的影响方式不同，根据它们的不同影响方式可分：解偶联剂和氧化磷酸化抑制剂。

（一）解偶联剂某些化合物能够消除跨膜的质子浓度梯度或电位梯度，使ATP不能合成，这种既不直接作用于电子传递体也不直接作用于ATP合酶复合体，只解除电子传递与ADP磷酸化偶联的作用称为解偶联作用，其实质是光有氧化过程（电子照样传递）而没有磷酸化作用。

这类化合物被称为解偶联剂（uncouplers）。

人工的或天然的解偶联剂主要有下列三种类型：1．化学解偶联剂2,4-二硝基苯酚（2,4-dinitrophenol，DNP）是最早发现的也是最典型的化学解偶联剂（chemical uncoupling agent），其特点是呈弱酸性和脂溶性，在不同的pH环境中可释放H+和结合H+：在pH 7.0的环境中，DNP以解离形式存在，不能透过线粒体膜；在酸性环境中，解离的DNP质子化，变为脂溶性的非解离形式，能透过膜的磷脂双分子层，同时把一个质子从膜外侧带入到膜内侧，因而破坏电子传递形成的跨膜质子电化学梯度，起着消除质子浓度梯度的作用，抑制ATP的形成。

2. 离子载体有一类脂溶性物质能与某些阳离子结合，插入线粒体内膜脂双层，作为阳离子的载体，使这些阳离子能穿过线粒体内膜。

它和解偶联剂的区别在于它是作为H＋离子以外的其它一价阳离子的载体。

例如，由链霉菌产生的抗菌素缬氨霉素（valinomycin）能与K＋离子配位结合形成脂溶性复合物，穿过线粒体内膜，从而将膜外的K＋转运到膜内。

又如，短杆菌肽（gramicidin）可使K＋、Na＋及其它一些一价阳离子穿过内膜。

这类离子载体（ionophore）由于增加了线粒体内膜对一价阳离子的通透性，消除跨膜的电位梯度，消耗了电子传递过程中产生的自由能，从而破坏了ADP的磷酸化过程。

3．解偶联蛋白解偶联蛋白（uncoupling protein）是存在于某些生物细胞线粒体内膜上的蛋白质，为天然的解偶联剂。

第六章生物氧化习题一、名词解释1．生物氧化：有机物质在生物体活细胞内氧化分解，同时释放能量的过程。

2 氧化磷酸化：指底物脱下的2H经过电子传递链传递到分子氧形成水的过程中释放出能量与ADP磷酸化生成 ATP的过程相偶联生成ATP的方式。

3 底物水平磷酸化：某些底物分子中含有高能磷酸键，可转移至ADP生成ATP的过程。

4呼吸链：代谢物上的氢原子被脱氢酶激活脱落后，经过一系列的传递体，最后传递给被激活的氧分子而生成水的全部体系称呼吸链。

5 高能化合物：在生物体内随水解反应或基团转移反应可放出大量自由能的化合物成为高能化合物。

6 磷氧比：指每消耗1mol氧原子所产生的ATP的物质的量。

7 电子传递抑制剂：能够阻断电子传递链中某一部位电子传递的物质称为电子传递抑制剂。

8 解偶联剂：具有解偶联作用的化合物称为解偶联剂。

9 氧化磷酸化抑制剂：是指直接作用于线粒体F0F1-ATP酶复合体中的F1组分而抑制ATP合成的一类化合物。

10 F0F1-ATP合酶：位于线粒体内膜基质一边，由F0和F1构成的复合体。

是一种ATP驱动的质子运输体，当质子顺电化学梯度流动时催化ATP的合成；当没有氢离子梯度通过质子通道F0时，F1的作用是催化ATP的水解。

二、选择题1．生物氧化的底物是：（ D ）A、无机离子B、蛋白质C、核酸D、小分子有机物2．除了哪一种化合物外，下列化合物都含有高能键？（ D ）A、磷酸烯醇式丙酮酸B、磷酸肌酸C、ADPD、G-6-PE、1,3-二磷酸甘油酸3．下列哪一种氧化还原体系的氧化还原电位最大？（ C ）A、延胡羧酸→丙酮酸B、CoQ(氧化型) →CoQ(还原型)C、Cyta Fe2+→Cyta Fe3+D、Cytb Fe3+→Cytb Fe2+E、NAD+→NADH4．呼吸链的电子传递体中，不是蛋白质而是脂质的组分是：（ D ）A、NAD+B、FMNC、FE、SD、CoQE、Cyt5．2,4－二硝基苯酚抑制细胞的功能,可能是由于阻断下列哪一种生化作用而引起? （ E ）A、NADH脱氢酶的作用B、电子传递过程C、氧化磷酸化D、三羧酸循环E、电子传递与氧化磷酸化的偶联过程6．能使线粒体电了传递与氧化磷酸化解偶联的试剂是：（ A ）A、2，4-二硝基苯酚B、寡霉素C、一氧化碳D、氰化物7．呼吸链的各细胞色素在电子传递中的排列顺序是：（ D ）A、c1→b→c→aa3→O2B、c→c1→b→aa3→O2C、c1→c→b→aa3→O2D、b→c1→c→aa3→O28．在呼吸链中，将复合物I、复合物II与细胞色素系统连接起来的物质是什么？（ C ）A、FMNB、Fe·S蛋白C、CoQD、Cytb9．下述那种物质专一的抑制F0因子？（ C ）A、鱼藤酮B、抗霉素AC、寡霉素D、氰化物10．下述分子哪种不属于高能磷酸化合物：（ C ）A、ADPB、磷酸烯醇式丙酮酸C、乙酰COAD、磷酸肌酸11．细胞色素c是——：（ C ）A、一种小分子的有机色素分子B、是一种无机色素分子C、是一种结合蛋白质D、是一种多肽链12．下列哪种物质抑制呼吸链的电子由NADH向辅酶Q的传递：（ B ）A、抗霉素AB、鱼藤酮C、一氧化碳D、硫化氢13．下列哪个部位不是偶联部位：（ B ）A、FMN→CoQB、NADH→FMNC、b→cD、a1a3→O214．ATP的合成部位是：（ B ）A、OSCPB、F1因子C、F0因子D、任意部位15．目前公认的氧化磷酸化理论是：（ C ）A、化学偶联假说B、构象偶联假说C、化学渗透假说D、中间产物学说16．下列代谢物中氧化时脱下的电子进入FADH2电子传递链的是：（ D ）A、丙酮酸B、苹果酸C、异柠檬酸D、琥珀酸17．下列呼吸链组分中氧化还原电位最高的是：（ C ）A、FMNB、CytbC、CytcD、Cytc118．ATP含有几个高能键：（ B ）A、1个B、2个C、3个D、4个19．在使用解偶联剂时，线粒体内膜：（ B ）A、膜电势升高B、膜电势降低C、膜电势不变D、两侧pH升高20．线粒体电子传递链各组分：（ C ）A、均存在于酶复合体中B、只能进行电子传递C、氧化还原电势一定存在差异D、即能进行电子传递，也能进行氢的传递二、填空题1．生物氧化是有机分子在细胞中氧化分解，同时产生可利用的能量的过程。

与体外燃烧不同的是，生物体内的生物 氧化过程是在37℃，近于中性的含水环 境中，由酶催化进行的；反应逐步释放 出能量，相当一部分能量以高能磷酸酯 键的形式储存起来。
氧化磷酸化是需氧生物能量的主要来源 实质：电子经载体一步步传给高电子亲 和力的受体，最终传递给氧并释放能量
1.电子的传递 解决两个问题：
糖 酵 解
三
羧
酸
循
呼吸链
环
生物体可利用各种有机分子作燃料
除了葡萄糖，其他生物分子，包括 脂类、氨基酸、核苷酸等，都可以 通过丙酮酸、乙酰CoA等三羧酸循环 途径，彻底氧化为 CO2 和 H2O ，同 时产生能量。 对于人体来说，最适宜的燃料是葡 萄糖。
不完全氧化给机体带来毒性：
如过氧化氢对红细胞的毒害
度的形成机制：
• 质子的转移主要通过氧化呼吸链在递氢或递电子过程中 • 每传递两个氢原子，就可向膜间腔释放10个质子。
子梯度的形成
的合成机制：
• 当质子从膜间腔返回基质中时，这种“势能”可
F0+F1
偶联机制
• 化学渗透假说的要点是： • a. 线粒体内膜的电子传递链是一个质子泵； • b. 在电子传递链中，电子由高能状态传递到
四、线粒体外NADH的穿梭
胞液中的3-磷酸甘油醛或乳酸脱氢， 均可产生NADH。这些NADH可经穿梭 系统而进入线粒体氧化磷酸化，产 生H2O和ATP。
甘油穿梭系统：
• NADH通过此穿梭系统带一对氢原子进入线 粒体，只产生2分子ATP。
效率低 但快速
胞液中NADH的氧化磷酸化，肌肉或神经组织
FMNH2 Q cyt. b cyt. c1 cyt. a a3 O2 G’-55.6kJ/mol -34.7 kJ/mol -102.1kJ/moL

氧化磷酸化
氧化磷酸化
(Bioenergetic and Biological Oxidation） 在生物氧化过程中，底物脱氢产生NADHБайду номын сангаас和 FMNH2经呼吸链传递氧化生成水的同时，所释放 的自由能用于偶联ADP磷酸化生成ATP，这种氧 化与磷酸化相偶联的作用称为氧化磷酸化 (oxidative phosphorylation)，
中提供能量。腺苷酸转位酶 (Adenine nucleotidetranslocase) 是线粒体内膜上的酶，为逆 反转运体，可以把ADP和Pi 转运到线粒体内，也能把合 成的ATP从线粒体运到胞液。 苍 术 苷 抑 制 腺 苷 酸 转 位 酶
中心和Fe4-S4中心。在线粒体内膜上，复合物I、复合物Ⅱ、 复合物Ⅲ中均结合有铁硫蛋白，其功能是通过二价铁离子 和三价铁离子的化合价变化来传递电子，而且每次只传递 一个电子，是单电子传递体。 其氧化还原电位与其所处环境有关
铁硫蛋白类(非血红素铁蛋白)
辅酶Q类
又称泛醌（ubiquinone，CoQ)，是脂溶性化合
是代谢物上氢原子被脱氢酶激活脱落后，经一系列电子传递 体，最后传递给被激活的氧分子而生成水的过程。 递 氢 体：呼吸链中参与传递H的辅酶或辅基 递电子体：呼吸链中参与传递电子的辅酶或辅基
反应部位：真核生物：存在于线粒体内膜上
原核生物；质膜
电子传递链
电子传递链分类
根据H的最初受体
分类
NADH途径 FADH2途径
所以这类抑制剂间接抑制了电子传递和分子氧的消耗。可以
被解偶连剂解除 寡霉素(oligomycin)可与F1的OSCP结合，阻塞氢离子通 道，从而抑制ATP合成。 二环己基碳二亚胺(dicyclohexyl carbodiimide,DCC)可与 F0的DCC结合蛋白结合，阻断H+通道，抑制ATP合成。栎皮 酮(quercetin)直接抑制参与ATP合成的ATP酶。

氧化磷酸化抑制剂名词解释由于无氧酵解产生ATP有限，进行到一定阶段时，会发生底物水平磷酸化(phosphorylation)，并且伴随着大量能量产生。

这时就需要进行能量代谢，即从非磷酸化合物中夺取能量来供给ATP，同时产生能量。

这个过程叫做氧化磷酸化(phosphocreatine metabolism，PI)反应。

通常在糖酵解或丙酮酸的磷酸戊糖异构酶(mannose-6-phosphate dehydrogenase， PHA)作用下，有底物水平磷酸化(PDCP)产生。

当生物体内的这些磷酸化合物耗尽后，或者一旦已经耗尽而又没有新的来源时，机体就会发生不可逆的氧化磷酸化的停滞，因而导致了能量和物质的“饥饿”。

在严重情况下，机体也可以通过积极增加糖异生来获得所需的能量，但是这样做有两个很大的缺点：一是底物浓度太低;二是产生大量的非糖物质。

目前有两类药物被广泛应用于临床治疗，其作用分别为减少底物水平磷酸化和阻断丙酮酸激酶的作用。

常用的抑制剂为N-乙酰半胱氨酸、谷胱甘肽、辅酶A和ATP。

如在酶激活剂的协同下，加入2-4 mg/L的维生素E可抑制激酶和糖酵解的活性。

氨基酸类药物：谷氨酸、天门冬氨酸、苯丙氨酸和苏氨酸等对底物水平磷酸化都有抑制作用，但以缬氨酸和亮氨酸最强。

硫胺素和核黄素对酶活力也有轻微抑制作用，但是很不明显。

谷氨酸对糖酵解有双重抑制作用。

利用这种双重抑制的机制，既能保证胰岛素作用的发挥，又可使血糖浓度长期稳定。

还有许多抑制剂和酶激活剂共同使用，联合效果更好。

例如二甲基硫醚、二乙基硫醚、 2， 3， 4，5， 6-七甲基- 1， 2， 3， 4， 6-八氢吡啶、 N-苄基氨基丁酸和呋喃妥英等可抑制底物水平磷酸化和糖酵解，常和胰岛素联合应用。

丙酮酸激酶抑制剂(PKI)：目前使用的有甲苯磺丁脲、苯磺唑、苯丁酸氮芥、双嘧达莫、尼莫司汀和呋塞米等，均能阻断PI。

用法有口服、静脉注射、肌肉注射和鞘内注射等，口服和静脉注射较常用。

第一部分：糖酵解（glycolysis，EMP）：是将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随着ATP生成的一系列反应，是生物体内普遍存在的葡萄糖降解的途径。

该途径也称作Embden-Meyethof途径。

柠檬酸循环（citric acid cycle，tricarboxylic acid cycle，TCA cycle）：也叫三羧酸循环，又叫做TCA循环，是由于该循环的第一个产物是柠檬酸，它含有三个羧基，故此得名。

乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合成六碳三羧酸即柠檬酸，经过一系列代谢反应，乙酰基被彻底氧化，草酰乙酸得以再生的过程称为三羧酸循环。

生物氧化（biological oxidation）：糖类、脂肪、蛋白质等有机物质在细胞中进行氧化分解生成CO2和H2O并释放出能量的过程称为生物氧化，其实质是需氧细胞在呼吸代谢过程中所进行的一系列氧化还原反应过程，所以又称为细胞氧化或细胞呼吸。

质子梯度（gradients of protons）：化学渗透学说认为，电子传递释放的自由能驱动H+从线粒体基质跨过内膜进入到膜间隙，从而形成跨线粒体内膜的H+电化学梯度即质子梯度。

这个梯度的电化学势驱动ATP合成。

Fe -S蛋白：(简写为Fe-S)是一种与电子传递有关的蛋白质，它与NADH Q还原酶的其它蛋白质组分结合成复合物形式存在。

它主要以(2Fe-2S) 或(4Fe-4S) 形式存在。

(2Fe-2S)含有两个活泼的无机硫和两个铁原子。

铁硫蛋白通过Fe3+ Fe2+ 变化起传递电子的作用。

细胞色素（cytochrome)：是一类含有血红素辅基的电子传递蛋白质的总称。

因为有红颜色，又广泛存在于生物细胞中，故称为细胞色素。

血红素的主要成份为铁卟啉。

根据吸收光谱分成a、b、c三类，呼吸链中含5种（b、c、c1、a和a3)。

Q循环：是指在线粒体内膜中电子传递链上QH2分别传递一个电子到细胞色素中，即共使2个细胞色素得到电子，从而被氧化。

电子传递链（eclctron transfer chain)：线粒体基质是呼吸底物氧化的场所，底物在这里氧化所产生的NADH和FADH2将质子和电子转移到内膜的载体上，经过一系列氢载体和电子载体的传递，最后传递给O2生成H2O。

当存在足够的跨膜电化学梯度时，强大的质子流通过嵌在线粒体内
膜的F0F1-ATP合酶返回基质，质子电化学梯度蕴藏的自由能释放， 推动ATP的合成。
四、氧化磷酸化的解偶联剂和抑制剂
不同的化学因素对氧化磷酸化作用的影响方式不 同，据此将它们分成三大类：
1、解偶联剂（uncouplers）
某些化合物能消除跨膜的质子浓度梯度或电位梯度， 使ATP不能合成，这种作用称为解偶联作用，这类化 合物成为解偶联剂。 解偶联剂不抑制电子传递。不抑制底物水平的磷酸化。 解偶联剂主要有三种类型： • 化学解偶联剂：2、4-二硝基苯酚 • 离子载体： • 解偶联蛋白：
离子载体（离子载体抑制剂）
是一类脂溶性物质，能与H+以外的其他一价阳离子结
合，并作为他们的载体使他们能过穿过膜，消除跨膜 的电位梯度。 缬氨霉素（K+） 短杆菌肽（K+ Na+）
解偶联蛋白（产热素）
是存在于某些生物细胞线粒体内膜上的蛋白质，为
天然解偶联剂。 它们能形成质子通道，让膜外的H+通过通道返回膜 内，消除跨膜质子浓度梯度。 如：动物的褐色脂肪组织，其产热机制 是线粒体氧化磷酸化解偶联的结果。
二、氧化磷酸化偶联部位及P/O比 1、P/O比：
1940年，S Ochoa测定了在呼吸链中O2的消耗与ATP生成 的关系，为此提出P/O比的概念。（同位素实验） 当一对电子经呼吸链传给O2的过程中所产生的ATP分子 数。实质是伴随ADP磷酸化所消耗的无机磷酸的分子数与 消耗分子氧的氧原子数之比,称为P/O比。
2、抑制剂
直接作用于ATP合酶复合体而抑制ATP合成 的一类化合物。 由于影响（降低）O2的利用率，从而间接抑 制电子传递。（区别于电子传递链抑制剂） 寡霉素、双环己基碳二亚胺（抑制FOF1某些蛋

当存在足够高的跨膜质子化学梯度时，强大的质子 流通过 F1-F0-ATPase进入基质时，释放的自由能
推动ATP合成。
化学渗透学说
一. 氧化磷酸化的机理
The reconstituted
vesicles containing
ATP synthase and bacteriorhodopsin,
一. 氧化磷酸化的机理 20世纪 30年代包括德国生物化学家、诺贝尔 奖获得者Meyerhof & Warburg在内的许多生化 学家对代谢过程中能量的产生和利用作了深入研 究，发现无论在糖酵解或三羧酸循环等代谢过程 中，都有伴随着ATP磷酸根的放出或 ADP得到磷
酸根的变化这类化学能量高效率的传递方式，指
The world’s smallest molecular motor: rotational catalysis.
Fluorescencetly labeled
Rotation of the subunit and the ring of c subunits in the FoF1 complex was observed by in vitro studies using fluorescence microscopy (K. Kinosita, 1997)
为什么？
为什么？
二. 氧化磷酸化的P/O比
二. 氧化磷酸化的P/O比
但是, 近年来很多实验结果都证明，以NADH作 为电子供体时，测得的P/O比值大于2。以琥珀酸作为 电子供体时，侧得的P/O比值大于1；所以P/O比值不 一定是整数。例如，-羟丁酸经过NADH途径的P/O 比值为2.4~2.6，产生的ATP数目为2.5；而琥珀酸 经过FADH2的P/O比值为1.7，产生的ATP数目为1.5 。

O2获得单电子产生超氧阴离子，其部分还原生成H2O2，还 原成羟自由基（·OH）
（一）体内产生H2O2 呼吸链传递中漏出电子与氧结合产生超氧阴离子（体内主
要来源）
需氧脱氢酶：直接利用氧为受氢体，催化底物氧化， 辅基：FAD、FMN， 产物：H2O2
细菌感染、组织缺氧，或环境、药物也可导致细胞产生活性氧类
道理？ 10.从细胞水平认识呼吸的含义，内生水的来源（思考！）
0.19
0.58
-36.7
-112
生成每摩尔ATP需能 约30.5kJ,
以上三处足够提供生成 ATP所需能量。
69.5 36.7
112
补充：呼吸链中ATP产生的部位
NADH
复合体I
FMN
复合体II FAD
复合体III
CoQ Cyt b CytC
复合体IV
Cytaa3 O2
～ ADP＋Pi
～ ADP＋Pi
～ ADP＋Pi
ATP
ATP
ATP
（二）氧化磷酸化偶联机制
1.化学渗透假说chemiosmotic hypothesis Peter Mitchell获诺贝尔化学奖(1978)
基本要点： 电子经呼吸链传递时，驱动质子（Ｈ＋）
从线粒体内膜的基质侧转移到内膜胞质侧，形 成跨膜质子电化学梯度（Ｈ＋浓度梯度和跨膜 电位差），以此储存能量。
（一）抑制剂
1.呼吸链抑制剂： 阻断呼吸链中某些部位电子传递
复合体
抑制剂
复合体I （Fe-S）
鱼藤酮、粉蝶霉素Ａ、异戊巴比妥
复合体II
萎锈灵
复合体III （Cytb、Cytc1） 抗霉素Ａ
ＣytＣ氧化酶 （CytC）
ＣＯ、ＣＮ－、Ｎ３－、

第八章代谢总论ATP可以以多种形式实行能量的转移和释放。

①转移末端磷酸基，本身变成ADP。

例如糖酵解中，葡萄糖激酶催化的反应：葡萄糖+ATP → 6- 磷酸葡萄糖+ ADP②转移焦磷酸基，本身变为AMP。

如核苷酸生物合成中：5-磷酸核糖+ATP → 5- 磷酸核糖-1- 焦磷酸+ AMP③将AMP转移给其他化合物，释放焦磷酸。

例如在蛋白质生物合成时，氨基酸要先“活化”才能接到肽链上去，氨基酸的活化即是AMP转移给氨基酸生成氨酰-AMP。

氨基酸+ ATP →氨酰-AMP + PPi④将其腺苷转移给其他化合物，释放焦磷酸和磷酸，如S-腺苷甲硫氨酸的合成。

S-腺苷甲硫氨酸参与生物体内许多甲基化反应，是活性甲基的直接供体。

甲硫氨酸+ATP → S-腺苷甲硫氨酸+ ppi + pi8.2.1 生物氧化的特点①生物氧化是在37℃，近于中性水溶液环境中，在一系列酶的催化作用下逐步进行的。

②生物氧化的能量是逐步释放的，并以ATP的形式捕获能量。

这样不会因氧化过程中能量的骤然释放而损害机体，同时使释放的能量得到有效的利用。

③生物氧化中CO2的生成是有机酸脱羧生成的，由于脱羧基的位置不同，又有α-脱羧和β-脱羧之分。

④生物氧化中水的生成是代谢物脱下的氢经一系列的传递体与氧结合而生成的。

⑤生物氧化有严格的细胞定位。

在真核生物细胞内，生物氧化都在线粒体内进行，在不含线粒体的原核生物如细菌细胞内，生物氧化则在细胞膜上进行。

（5）氧化磷酸化的抑制剂氧化磷酸化的抑制剂主要分为4类。

①呼吸链阻断剂前面提到的呼吸链阻断剂可以降低或完全中断质子和电子的传递，使质子很难或不能转移到膜间隙，因而氧化磷酸化的速度也会降低。

若阻断剂如氰化物和CO，在呼吸链的下游阻断，即会完全中断电子传递和氧化磷酸化，生物体会因得不到可利用的能量而致死。

这类抑制剂的特点是，耗氧量和ATP生成量同步下降。

②解偶联剂这类物质如2，4-二硝基苯酚可以在膜间隙结合质子，穿过内膜，将质子转移到线粒体基质，降低或消除内膜两侧的电化学势，因此而抑制ATP的合成。

解决两个问题：
？
电子载体是什么？
呼吸链
在细胞的什么部位进行？
线粒体的结构
第21章
氧化磷酸化
一、呼吸链及其排序 二、ATP的产生，偶联 三、氧化磷酸化的影响因素 四、线粒体外NADH的穿梭
在线粒体中，由若干递氢体或递电子体按 一定顺序排列组成的链式反应最终传递给 氧的体系称为呼吸链。 完成NADH、FADH2的能量传递
甘油-3-磷酸穿梭作用
2、苹果酸穿梭系统：
心脏、肝脏胞液中NADH+H+的一对氢原 子经此穿梭系统带入一对氢原子可生 成3分子ATP。
效率高 但慢速
酵解 天冬氨酸
NADH 草酰乙酸
NAD+ 苹果酸
天冬氨酸
草酰乙酸 NADH
苹果酸 NAD+
1、苹果酸进， 天冬氨酸出
NADH呼吸链
2、内外都有苹果 酸脱氢酶与天冬氨 酸氨基转移酶
• cyt. a和a3组成一个复合体，除了含有 铁卟啉外，还含有铜原子。cyt. a a3可 以直接以O2为电子受体。 • 在电子传递过程中，分子中的铜离子可 以发生Cu+ Cu2+ 的互变，将cyt.c所 携带的电子传递给O2。
分的排列顺序：
1．NADH氧化呼吸链：
丙 酮 酸
α -酮戊二酸
• c. 在膜内外势能差（pH 和）的驱动下，膜外 高能质子沿着一个特殊通道（ ATP酶的组成部分）， 跨膜回到膜内侧。质子跨膜过程中释放的能量， 直接驱动ADP和磷酸合成ATP。
分子结构（复合体V）
ATP酶，含有5种不 同的亚基（按3、 3 、 1 、1 和 1 的 比例结合）。F1为 一个蛋白，是能量 转换的通道。 F0为一个疏水蛋白， 是与线粒体电子传 递系统连接的部位 （H+通道）。来自FCCPDNP

第五章 生物氧化
第三节 呼吸链
一、呼吸链的组成
1. 烟酰胺脱氢酶类
Байду номын сангаас
以NAD+、NADP+为辅酶，递氢体。
2. 黄素脱氢酶类
以FMN、FAD为辅基，递氢体。
3. 辅酶Q类 递氢体。
4. 铁硫蛋白类
2
5. 细胞色素类 四种复合体。
2
复合体Ⅰ : NADH-泛醌还原酶
NADH→ FMN; Fe-SN-1a,b; Fe-SN-4; Fe-SN-3; Fe-SN-2 →CoQ 复合体Ⅰ
DCCP
DCCP
寡霉素
18
ATP合酶结构模式图
18
解偶联蛋白作用机制（棕色脂肪组织线粒体）
热能
H+
胞液侧
Cyt c
解偶联 蛋白
Ⅰ
基质侧
Q
Ⅱ
Ⅲ
F
0
Ⅳ
F1
19
ADP+Pi ATP
H+
19
20
20
CoQ
复合物II （琥珀酸脱氢酶）
2e2Cyt-Fe2+
－21 O2
S
NADH
+ H 2H
FM N Fe S
CoQH2
复合物I
2e -
2Cyt-Fe3+ 2H+
O2-
H2O
（ NADH-泛 醌 还 原 酶 ）
CoQ
2e-
Cyt-Fe2+
Cyt-Fe3+
Fe -S
b
c1
Fe -S
CoQH2 2e- Cyt-Fe3+
15
几种呼吸链抑制剂的作用位点