生化報告 20-Part Ι 19組 葉冠群 朱羿潔

氧化磷酸化 (Oxidative phosphorylation) 是細胞呼吸最後一個階段 為還原O2→H2O，並將電子傳給NADH和FADH2 在粒線體內膜上進行

化學滲透壓理論 (Chemiosmotic theory) 是藉由質子濃度(proton concentration)差異來進行跨膜產生能量的生物氧化反應 化學能用於合成ATP的線粒體(mitochondria)和葉綠體(chloroplast)

還原電位 (Reduction potential) 定義：以氫為標準(參考)電極 Reference：H2 (1 atm)；H+ (1M) Sample：redox couple (both 1M) 意義：當電子流向樣品時，為自發性(spontaneously)的還原反應，並帶有正值(postive)的還原電位

自由能與還原電位 (Free energy＆reduction potential) ∆G0’ = - n F ∆E0’ F：法拉第常數 (96,485 J/V) ∆E0’：為捐贈者(donor)和接收者(acceptor)兩者之間還原電位的差異，並為正值 ∆G：須小於零，使反應易自然發生

Exercise -0.197 V，電子往右 故為非自發反應 0.771 V，電子往左 故為自發反應

電子提供者 ，易被氧化 電子接受者 ，好氧化劑

Real example NAD+ + isocitrate —isocitrate dehydrogenase→ NADH + H+ + α-ketoglutarate +CO2 半反應式： NAD+ + 2 H+ + 2e- → NADH + H+ Eo’= -0.32 V α-ketoglutarate+CO2+2 H++2e-→isocitrate Eo’=-Eo 0.38 V ∆Eo’= Eo(acceptor) – Eo’ (donor) = - 0.32 V – (-0.38 V) = +0.06V ∆Go’=-2(96.485 kJ/V·mol)(0.06 V)=-11.58 kJ/mol 屬於自發反應(Spontaneous reaction)

More about 濃度會影響反應進行方向及氧化還原電位 Ox + ne- ↔Red E value can be varied by the environment ( Ex. FAD)

Next question What kinds of substrates need to be oxidized？ 氧化會進而產生高能電子 Electron carriers(電子接收者)： NADH, FADH2, CoQ, cytochromes,Fe-S protein, protein-bound copper (還原電位越來越高) What is the final oxidant？ 最終氧化劑或最終電子接受者為O2 ，因為其 還原電位最高 1/2 O2 + e- +2H+ → H2O

How Is the Electron Transport Chain Organized(配置)? 電子傳遞鏈是由四種蛋白質複合體 (protein complexes) 在粒線體內膜 (inner mitochondrial membrane) 組成，而第五種為合成ATP用，所以先不包含在內 酵素分成兩種能穿梭在蛋白質複合體中： lipid soluble coenzyme (UQ, CoQ) water soluble protein (cyt c) 負責將能量從complexes I 和 II 送到complex IV

New electron transporter 輔酶Q (Q10)、醌 (Ubiquinone) 為脂溶性蛋白，攜帶1~2 e- 細胞色素 (Cytochrome) 為可溶性蛋白，攜帶1~2 e- 分成a、b、c三種，與heme cofactors結合 鐵硫蛋白(The iron-sulfur proteins) 攜帶1~2 e-

電子流(Electron flow) 電子攜帶順序：NADH→Q→cyt b→cyt c1 →cyt c→cyt a →cyt a3 →O2 電子流動方向為Eo’(V)從低排到高 其中NADH、cyt b、cyt c1、cyt a、cyt a3為固定在複合體內的電子接受者，以Q、cyt c來負責傳遞

電子傳遞鏈(electron-transport chain)的四個部分 Complex I NADH-coenzyme Q reductase Complex II succinate-coenzyme Q reductase Complex III coenzyme Q-cytochrome c reductase Complex IV cytochrome c oxidase Coenzyme Q Coenzyme Q (脂溶性) Cytochrome c (水溶性)

Co Q產生方式 方法有四種： NADH氧化 Succinate氧化 脂肪酸代謝 甘油代謝 以上方法除了產生Co Q也會進行電子傳遞

網路題目 在電子傳遞鏈中，負責參與兩個電子傳遞的是？ (A)cytochrome (B)protein-bound copper (C)ubiquinone (D)iron-sufer proteins Ans：A

在電子傳遞鏈中，下列那一分子將電子傳遞給complex IV？ (A) coenzyme Q (B) cytochrome c (C) NADH (D) H2O Ans：B