呼吸鏈中各種傳遞體的排列順序
(一)確定排列順序的方法
1.根據(jù)各種組分的標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位來(lái)確定。標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位的數(shù)值表示氧化還原能力的大小，標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位負(fù)值越大，其還原性越強(qiáng)，容易被氧化；標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位正值越大，其氧化性越強(qiáng)，容易被還原。因此呼吸鏈中各種組分的排列順序應(yīng)當(dāng)由低電位依次向高電位排列。
2.根據(jù)在有氧條件下氧化反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各種傳遞體的還原程度來(lái)確定。Chance和Williams使用分光光度法測(cè)定離體的線粒體在有氧條件下三羧酸循環(huán)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，呼吸鏈中各種傳遞體的還原程度。反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)從底物一側(cè)到氧一側(cè)的各種傳遞體的還原程度應(yīng)當(dāng)是遞減的，底物的一側(cè)最高，氧一側(cè)最低，如下表中數(shù)據(jù)所示。
表6-1 有氧動(dòng)態(tài)平衡時(shí)電子傳遞體的還原程度
| 傳遞體 | NAD | FP | Cyt b | Cyt c | Cty aa3 |
| 還原型% | 53 | 20 | 16 | 6 | 1 |
FP：黃素蛋白
這種情況好象物理學(xué)上的聯(lián)通管，圖6?A中，若進(jìn)水量等于出水量，即流量達(dá)到平衡時(shí)，離進(jìn)水口最近的水管中水位最高，離出水管最近的水管中水位最低，從進(jìn)水管到出水管水位逐漸減低，若把水流視為電子流，就是上述實(shí)驗(yàn)中的情況。
3.使用特異的抑制劑 特異的抑制劑能阻斷呼吸鏈中的特定環(huán)節(jié)，阻斷部位的底物一側(cè)的各種傳遞體應(yīng)為還原型，阻斷部位的氧一側(cè)的各種傳遞體應(yīng)為氧化型，正象我們阻斷聯(lián)通管的底部一樣，阻斷部位以前的各水管中水是滿的，而阻斷部位以后的各水管中水均流光。
復(fù)合物Ⅰ：催化NADH氧化、CoQ還原。
復(fù)合物Ⅱ：催化琥珀酸氧化、CoQ還原
復(fù)合物Ⅲ：催化Co QH2氧化、Cyt c還原
復(fù)合物Ⅳ：催化Cyt c氧化、O2還原
表6-2 使用抗霉素A前后各種遞電子體的還原型百分?jǐn)?shù)
| FP | Cyt b | Cyt c+c1 | Cty aa3 | |
| 琥珀酸 | 40 | 25 | 19 | 4 |
| 琥珀酸＋抗霉素A | 100 | 100 | 0 | 0 |
從表中可以看出，F(xiàn)P、Cyt b位于抗霉素A阻斷部位之前，Cyt c、cl、aa3位于阻斷部位之后。用不同的抑制劑作此實(shí)驗(yàn)，就可以確定呼吸鏈中各種傳遞體的排列順序。
4.在體外實(shí)驗(yàn)中，將線粒體分成各種復(fù)合物，檢測(cè)其各自催化的反應(yīng)，再將其重組，檢測(cè)其催化能力。
美國(guó)格林(Green)等實(shí)驗(yàn)室成功地將呼吸鏈分離成具有催化活性的四種復(fù)合物以及CoQ和Cytc.檢測(cè)各個(gè)復(fù)合物的功能發(fā)現(xiàn)：
可以看出CoQ在復(fù)合物Ⅰ與Ⅲ，Ⅱ與Ⅲ之間傳遞還原當(dāng)量，Cyt c在復(fù)合物Ⅲ與Ⅳ之間傳遞還原當(dāng)量。他們又將這四種復(fù)合物1：1：1：1的比例混合，加上CoQ和Cyt c重組，基本上恢復(fù)了線粒體原有的催化能力。
借助上述 實(shí)驗(yàn)方法 ，呼吸鏈各組分的排列順序已基本明確，但仍有些不一致的看法，其中以CoQ至細(xì)胞色素C這一部分研究得還很不清楚，對(duì)于Fe-S和CoQ的定位和數(shù)量也有爭(zhēng)議。
(二)氧化呼吸鏈
1.NADH氧化呼吸鏈 人體內(nèi)大多數(shù)脫氫酶都以NAD+作輔酶，在脫氫酶催化下底物SH2脫下的氫交給NAD+生成NADH+H+，在NADH脫氫酶作用下，NADH+H+將兩個(gè)氫原子傳遞給FMN生成FMNH2，再將氫傳遞至CoQ生成CoQH2，此時(shí)兩個(gè)氫原子解離成2H++2e,2H+游離于介質(zhì)中，2e經(jīng)Cyt b、c1、c、aa3傳遞，最后將2e傳遞給1/2O2，生成O2-,O2與介質(zhì)中游離的2H+結(jié)合生成水。
2.琥珀酸氧化呼吸鏈 琥珀酸在琥珀酸脫氫酶作用下脫氫生成延胡索酸，F(xiàn)AD接受兩個(gè)氫原子生成FADH2，然后再將氫傳遞給CoQ，生成CoQH2，此后的傳遞和NADH氧化呼吸鏈相同。
3.線粒體氧化呼吸鏈總結(jié) 線粒體中物質(zhì)代謝會(huì)生成大量的NADH+H+和FADH2-它們可來(lái)自丙酮酸氧化脫羧、三羧酸循環(huán)、脂肪酸的β-氧化和L-谷氨酸的氧化脫氨等反應(yīng)。
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