三、 氧化磷酸化 代谢物脱H经呼吸链传给O2 生成H2O 的同时释放能量,使ADP磷酸化生成ATP的过程,称为氧化磷酸化。
(一)偶联部位 即ATP生成的部位 P/O比值:是指物质氧化时,每消耗1摩尔氧原子所消耗的无机磷的摩尔数,即生成ATP的摩尔数。
线粒体离体实验 测得的一些底物的P/O比值 底 物 呼吸链的组成 P/O比值 生成ATP数 -羟丁酸 NAD+→O2 2.4~2.8 3 琥珀酸 FAD →O2 1.7 2 抗坏血酸 Cyt c→O2 0.88 1 细胞色素C Cyt aa3→O2 0.61~0.68
三个偶联部位 ① NADH与CoQ之间; ② CoQ与Cyt c之间; ③ Cyt aa3与氧之间。
2. 自由能变化( △ G0′):大于30.5kJ即可生成1摩尔ATP。
NADH氧化呼吸链存在3个偶联部位, P/O比值等于3,即产生3molATP。
(二)氧化磷酸化偶联机制化学渗透假说 电子经呼吸链传递时,可将质子从线粒体内膜的基质侧泵到内膜外侧,产生膜内外质子电化学梯度(H+浓度弱度和跨膜电位差),以此储存能量。当质子顺浓度梯度回流时驱动ADP和Pi生成ATP。
(三)影响氧化磷酸化的因素 1.呼吸链抑制剂:能阻断呼吸链上某些部位电子传递,使细胞呼吸停止。
2. 解偶联剂:使氧化与磷酸化偶联过程脱离。 常见的解偶联剂为二硝基苯酚(DNP) 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. ADP的调节作用:主要调节因素。ATP消耗↑,[ADP] ↑→ 氧化磷酸化↑ 5. 甲状腺激素:诱导细胞膜上Na+,K+-ATP酶的生成,使ATP分解↑,ADP↑→促进氧化磷酸化→使ATP生成↑。由于ATP的合成和分解均↑,使机体耗氧量、产热量均↑。