电子传递链

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电子传递链又称呼吸链,是氧化磷酸化的一部分,位于原核生物细胞膜或者真核生物线粒体内膜上,叶绿体类囊体膜上进行光合磷酸化过程,高能电子在膜上一系列蛋白传送的过程,借由膜蛋白的氧化与还原将其能量逐渐释放出来,造成膜外与膜内质子浓度梯度(proton-gradient),而这些质子(H+离子)再由高浓度往低浓度运送,伴随着电子转移穿膜,其中产生的电化学质子浓度的差异驱动三磷酸腺苷(ATP)合成。电子在电子传递链中的最终受体是氧分子。

线粒体中的电子传递链。
类囊体光合作用的电子传递链。
典型真核生物细胞的呼吸作用过程总览

电子传递链通过氧化还原反应,从阳光光合作用中,或者如在糖类,细胞呼吸氧化的情况下获取能量。在真核生物中,一个重要的电子传递链在线粒体内膜发现,通过使用ATP合成酶氧化磷酸化反应。还发现在有光合作用的真核生物叶绿体的类囊体膜上。在细菌中电子传输链位于其细胞膜上。

叶绿体中,驱动水转化为氧,并借由传递H+离子跨越叶绿体膜转化NADP+成NADPH。在线粒体中,则是将氧转化成水,NADH至NAD+和琥珀酸盐至富马酸盐建立质子梯度。

包括了四个膜蛋白复合物和脂溶性电子载体,用于将还原电势转化为跨膜的质子梯度。

原理

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电子传递链本质是一个氢氧化合为水的放热反应。其实它是由辅酶NADH+H+和FMNH2和FADH2提供氢原子,在粒线体内膜上经过一系列的氧化还原反应,由ATP合成酶(有时被称为“复合物Ⅴ”)将ADP和磷酸转化成细胞能量货币ATP的反应过程。这些辅酶(氢载体)来自三羧酸循环,脂肪酸分解和糖酵解。

组成部分

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复合物I(质子泵

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NADH脱氢酶,或称NADH-辅酶Q还原酶,以黄素单核苷酸铁硫簇辅酶,用NADH将辅酶Q还原为QH2,同时泵出质子。

复合物II

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琥珀酸-辅酶Q还原酶,是个跨膜蛋白复合物,是三羧酸循环的一部分,用琥珀酸以共价结合的FAD为辅酶将辅酶Q还原为QH2,不泵出质子。

复合物III(质子泵)

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辅酶Q-细胞色素c还原酶细胞色素c是重要的电子载体,在复合物Ⅲ和Ⅳ之间传递电子。

复合物IV(质子泵)

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细胞色素c氧化酶。复合物IV是电子传递链的终点,氧气在此被还原生成

抑制剂(部分)

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  • 抑制ATP合成:寡霉素、2,4-二硝基苯酚、短杆菌肽A(革兰素A)、缬氨霉素
  • 抑制复合物Ⅰ:巴比妥酸盐(barbiturates)、鱼藤酮(rotenone)
  • 抑制复合物Ⅲ:抗霉素A(antimycin A)、粘噻唑(myxothiazol)、UHDBT
  • 抑制复合物Ⅳ氰化物(CN-)、叠氮(N3-)、一氧化氮(CO)

参见

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外部链接

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