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呼吸鏈複合物
鎖定
- 中文名
- 呼吸鏈複合物
- 外文名
- respiratory chain complex
- 釋 義
- 分佈於線粒體內膜上的一系列傳遞電子,泵出質子的蛋白複合物
- 構成部分
- 4種酶複合體Ⅰ-Ⅳ和2種可移動電子載體輔酶Q和細胞色素C
呼吸鏈複合物基本概念
呼吸鏈(respiratory chain)是由一系列的遞氫反應(hydrogen transfer reactions)和遞電子反應(eletron transfer reactions)按一定的順序排列所組成體系,它將脱下的成對氫原子交給氧生成水,同時有ATP生成。實際上呼吸鏈的作用代表着線粒體最基本的功能,呼吸鏈(hydrogen carrier)和遞電子體(electron carrier)就是能傳遞氫原子或電子的載體,由於氫原子可以看作是由質子和核外電子組成的,所以遞氫體也是遞電子體,遞氫體和遞電子體的本質是酶或輔因子。遞氫體和遞電子體由存在於線粒體內膜上的蛋白複合物組成
[3]
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呼吸鏈複合物組成
呼吸鏈複合物複合體Ⅰ
即NADH&輔酶Q氧化還原酶複合體,由NADH脱氫酶(一種以FMN為輔基的黃素蛋白)和一系列鐵硫蛋白(鐵—硫中心)組成。複合體Ⅰ具有一系列氧化還原中心(redox center),依據不同的電子親和力排列成親和梯度。它從TCA循環得到的還原力NADH得到兩個電子,經鐵硫蛋白傳遞給輔酶Q。鐵硫蛋白含有非血紅素鐵和酸不穩定硫,其鐵與肽類半胱氨酸的硫原子配位結合。鐵的價態變化使電子從FMNH2轉移到輔酶Q。在電子傳遞過程中有少量能量釋放,利用此能量,複合體Ⅰ據有質子泵共功能
[4]
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呼吸鏈複合物複合體Ⅱ
複合體Ⅱ的初始遞氫體是來自於糖代謝產生的FADH2,由琥珀酸脱氫酶(一種以FAD為輔基的黃素蛋白)和一種鐵硫蛋白組成,將從琥珀酸得到的電子傳遞給輔酶Q。沒有質子泵作用,但是可以促進複合體Ⅲ和Ⅳ的質子泵作用
[4]
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呼吸鏈複合物複合體Ⅲ
複合體Ⅲ (細胞色素c 還原酶複合體) 又稱細胞色素 bc1 複合物,是一個多亞基的膜蛋白複合體,包括 11 個多肽鏈,在生理狀態下以二聚體形式存在。每個複合體Ⅲ核心包含一個細胞色素 b (含兩個血紅素 b562/bH 和b566/bL)、一個細胞色素 c1 (含一個血紅素 c1) 和一個鐵硫蛋白 (FeS 蛋白), 這 3 個核心蛋白亞基負責將複合物Ⅰ和複合物Ⅱ的產物氫醌(對苯二酚)氧化,在此過程中,兩個質子被釋放到線粒體膜間隙,電子隨後傳遞至膜間隙的細胞色素 c,完成電子的傳遞以及細胞色素 c 的還原
[1]
。複合體Ⅲ僅傳遞一半數量的電子,另一半電子會被返回循環。複合體Ⅲ具有質子泵共功能
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複合體Ⅲ (11條多肽鏈/又叫bc1複合體) | 細胞色素b | b562/bH |
b566/bL | ||
細胞色素c1 | 含血紅素c1 | |
鐵硫蛋白(FeS蛋白) | - |
複合體Ⅲ有兩個醌的功能結合位點 (Quinone binding site):一個是線粒體內膜外壁的醌氧化位點 Qo (Ubiquinol oxidation site),位於膜間隙一側,靠近血紅素 bL;另一個是線粒體內膜內壁的醌還原位點 Qi (Ubiquinone reduction site),位於基質一側,靠近血紅素 bH
[2]
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呼吸鏈複合物複合體Ⅳ
複合體Ⅳ:細胞色素C氧化酶複合體。電子的最終受體,在這裏將電子傳遞給一分子氧,合成兩分子水。為了合成水,此處的質子濃度被加強,一半數量的質子被合成進水,另一半被質子泵泵入膜間隙。在沒有氧氣時,關聯的ATP合成也會被停止,此即氧化磷酸化過程
[4]
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呼吸鏈複合物可移動電子載體
呼吸鏈複合物輔酶Q
是呼吸鏈中的非蛋白氧化還原載體,可在膜中迅速移動。它在電子傳遞鏈中處於中心地位,可接受各種黃素酶類脱下的氫。複合體Ⅲ 輔酶Q:細胞色素C氧化還原酶複合體,是細胞色素和鐵硫蛋白的複合體,把來自輔酶Q的電子,依次傳遞給結合在線粒體內膜外表面的細胞色素C
[4]
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呼吸鏈複合物細胞色素C
都以血紅素為輔基,紅色或褐色。將電子從輔酶Q傳遞到氧。根據吸收光譜,可分為三類:a,b,c。呼吸鏈中至少有5種:b、c1、c、a、a3(按電子傳遞順序)。細胞色素aa3以複合物形式存在,又稱細胞色素氧化酶,是最後一個載體,將電子直接傳遞給氧。從a傳遞到a3的是兩個銅原子,有價態變化
[3]
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- 參考資料
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- 1. The mitochondrial respiratory chain - 百度學術 .百度學術搜索.2010-01-01[引用日期2021-11-25]
- 2. 張燦,高續恆,周俞辛,劉西莉.線粒體呼吸鏈複合物Ⅲ抑制劑作用機制和抗性分子機制研究進展:農藥學學報,2019:747-758
- 3. 王鏡巖 朱聖庚 徐長法.生物化學教程:高等教育出版社,2008
- 4. 郭藹光 範三紅.基礎生物化學(第3版):高等教育出版社,2018