8电子传递与氧化磷酸化-1[精].ppt

氰化物中毒 吸入氢氰酸气体或摄入氰化钾会在细胞色素C氧化酶这一步迅速而普遍的抑制线粒体电子传递链。氰化物是目前已知毒性最快最强的毒物。它与细胞色素C氧化酶中血红素a3的Fe3+结合，使线粒体呼吸和能量生成停止，细胞迅速死亡。细胞死于缺氧，最明显的器官是中枢神经系统。 如果氰化物中毒诊断及时，解毒方案是给予多种亚硝酸盐，使血红蛋白中的Fe2+氧化成Fe3+，从而将氧合血红蛋白转化为高铁血红蛋白。后者通过形成高铁血红蛋白-氰化物复合物而与细胞色素a3竞争氰化物。 Separation of functional complexes of the respiratory chain 离子交换色谱 复合体Ⅰ 辅酶Q 复合体Ⅱ 复合体Ⅲ 细胞色素c 复合体Ⅳ 电子传递链的结构复合物 NADH-CoQ氧化还原酶 （复合体Ⅰ） 琥珀酸-CoQ氧化还原酶 （复合体Ⅱ） CoQ-细胞色素氧化还原酶 （复合体Ⅲ） 细胞色素c氧化酶 （复合体Ⅳ） 1、复合体Ⅰ（NADH-CoQ氧化还原酶） NADH+H++FMN?FMNH2+NAD+ 作用： FMNH2上的电子又转移到铁硫簇（Fe-S）上 由NADH脱氢酶和铁硫蛋白构成 的最大的蛋白质复合体(850kDa) 42条肽链 一个FMN和6～7个铁硫簇 每传递一个电子转移4H+从基质到线粒体膜间隙 铁硫蛋白 NADH+H+ NAD+ FMN FMNH2 还原型Fe-S 氧化型Fe-S Q QH2 2、辅酶Q(CoQ、泛醌或Q） ? CoQ可在流动的线粒体脂双层中局部扩散，作为流动的电子载体在复合体Ⅰ（或复合体Ⅱ）与复合体Ⅲ之间起桥梁作用。 ? CoQ是电子传递过程中的电子集中点。 三磷酸甘油 脂酰-CoA 琥珀酸 3、复合体Ⅱ（琥珀酸-CoQ氧化还原酶） ?由琥珀酸脱氢酶和铁硫蛋白构成 ?嵌在线粒体内膜的酶蛋白, 140 kDa ?5个亚基，3个Fe-S簇，一个Cytb560 ? FAD为辅基 ?没有质子泵，没有ATP的形成，但保证FADH2上的具有高转移势能的电子进入电子传递链。 功能: 将电子从琥珀酸传递给CoQ 琥珀酸? FAD?Fe-S ?CoQ 琥珀酸+ CoQ ?延胡索酸+ CoQH2 大肠杆菌的复合体II结构 酶有两个跨膜亚基:C (绿色) 和 D (蓝色) 细胞质中包括亚基:B (橙色) 和 A (紫色) 在FAD(亚基A)后面是琥珀酸结合位点 亚基B有三个Fe-S簇 (黄色和红色) 辅酶Q(黄色)和亚基C结合 血红素b (紫色) 夹在亚基C和D中间 心磷脂(晶体结构,灰色)和亚基C紧密结合 电子传递 (蓝色箭头) 琥珀酸?FAD?三个Fe-S 簇?辅酶Q 血红素b不是电子传递的主要途径，但是可以抵御活性氧 (ROS)的形成( by electrons that go astray) 心磷脂 3、复合体Ⅱ（琥珀酸-CoQ氧化还原酶） 3、复合体Ⅱ（琥珀酸-CoQ氧化还原酶） 细胞色素bc1复合体(复合体III)——单体结构 Cytochrome bc1 complex (Complex III) 细胞色素c1 细胞色素b 基质 膜间隙 铁硫蛋白 是相同单体的二聚体，每个单体有11个不同亚基 功能中心有三个亚基: 细胞色素b (绿色) :两个血红素 (bH和 bL, 浅红) 铁硫蛋白 (紫色): 2Fe-2S 簇 (黄色) 细胞色素 c1 (蓝色) :血红素 (红色) 4、复合体Ⅲ （CoQ-细胞色素氧化还原酶） 细胞色素bc1复合体(复合体III)——功能二聚体 Cytochrome bc1 complex (Complex III) 细胞色素c1 和铁硫蛋白伸向膜间隙，能够与细胞色素c相结合 复合体有两个独立的辅酶Q的结合部位:QN 和QP QP（ Qo）—靠近2Fe-2S簇和膜间隙的血红素 bL QN （ Qi）—靠近基质的血红素bH 牛心脏线粒体中的复合体Ⅲ 11个亚基构成的二聚体，每个单体的相对分子质量约248×103 ?250 kDa的蛋白复合体 ?包括2个b型细胞色素（b562和b566或bH和bL） 、1个细胞色素c1 和1个[2Fe-2S] ?在线粒体内膜排列不对称 ?细胞色素c1和铁硫蛋白位于线粒体内膜的外表面 ?传递质子 细胞色素c 细胞色素c1 细胞色素b 基质 胞液 血红素 功能: 催化电子从QH2转移到细胞色素c 使一分子的CoQH2（双电子传递体）还原2分子细胞色素c（单电子传递体） cytb?Fe-S?cytc1 QH2? ?细胞色素c 两个QH2参与电子传递，使两个细胞色素c还原，经过全过程又产生了一个QH2分子 Q循环 5、细胞色素c ?唯一能溶于水的细胞色素 ?外周膜蛋白 ?一个QH2分子的两