生化考点：糖代谢——电子传递链

生化考点：糖代谢——电子传递链

电子传递链（Electron transport chain）是生物体内能量转换的重要环节，主要发生在线粒体内膜上。它由一系列蛋白质和有机分子组成，通过氧化还原反应将电子从一个分子传递到另一个分子。在这个过程中，产生的能量会形成一个质子梯度，进而通过化学渗透过程制造ATP。电子传递链和化学渗透合起来就是氧化磷酸化。

电子传递链的关键步骤包括：

1. NADH和FADH2释放出电子，重新成为NAD+和FAD。
2. 电子在传递链中下行时，能量状态逐渐降低并释放能量。部分能量用于将基质中的H+泵入膜间隙，形成质子梯度。
3. 在电子传递链的末端，电子被转移给氧气分子，与H+结合形成水分子。
4. 利用质子梯度合成ATP。当H+顺着梯度流回基质时，会经过ATP合成酶，这种酶能够利用质子流合成ATP。

电子传递链主要由四种复合体组成：

• 复合体I（NADH-CoQ还原酶）：接受来自NADH的2个电子，通过铁硫蛋白和FMN传递给辅酶Q。这个过程会导致4个质子泵入膜间隙。
• 复合体II（琥珀酸-CoQ还原酶复合体）：主要由琥珀酸脱氢酶组成，电子来自琥珀酸，最终传给辅酶Q。这个过程不产生跨膜质子梯度。
• 复合体III（CoQ-细胞色素还原酶复合物）：主要成分包括Fe-S蛋白、细胞色素b和c1。电子来自辅酶Q，最终传给细胞色素c。这个过程可以产生4个质子梯度。
• 复合体IV（细胞色素氧化酶）：包含细胞色素a和a3。电子来自还原性的细胞色素c，最终传递给氧气。这个过程可以产生2个质子梯度。

细胞色素类都以血红素为辅基，呈红色或褐色，负责将电子从辅酶Q传递到氧。根据吸收光谱，可分为a、b、c三类。呼吸链中至少有5种：b、c1、c、a、a3。细胞色素aa3以复合形式存在，又称细胞色素氧化酶，是最后一个载体，将电子直接传递给氧。

NADH的两个电子可以制造10个质子的梯度，产生约2.5个ATP（每4个质子合成1个ATP）。相比之下，FADH2的电子传递能力较弱，只能泵出大约6个H+离子，产生约1.5个ATP。

常用的电子传递抑制剂及其作用部位包括：

• 鱼藤酮、安密妥、杀粉蝶菌素：阻断电子从NADH向辅酶Q的传递。
• 抗霉素A：干扰电子在细胞色素b上的传递，阻断电子从辅酶Q向细胞色素c1的传递。
• 氰化物（CN-）、硫化氢（H2S）、叠氮化物（N3-）、一氧化碳（CO）：阻断电子从细胞色素aa3向分子氧的传递。

总结来说，电子传递链是生物体内能量转换的核心机制，通过复杂的电子传递和质子梯度形成，最终实现ATP的合成。