B
(2)辅酶 Q(CoQ)
①概述
a.辅酶 Q 又称泛醌,是脂溶性辅酶,CoQ 和 FMN 都是 NADH-CoQ 还原酶的辅酶;
b.CoQ 在线粒体内膜中是一种均一的流动库,可以结合到膜上,也可以游离状态存在。它以不同的形式在电子传递链中起传递电子的作用;
c.CoQ 在呼吸链中是一种和蛋白质结合不紧密的辅酶。
②作用
⏺
a.在电子传递中的作用是将电子从 NADH-Q 还原酶(复合体 I)和琥珀酸-Q 还原酶(复合体II)转移到细胞色素还原酶(复合体 III)上;
b.CoQ 还可接受线粒体其他黄素酶类脱下的电子和氢原子。
(3)琥珀酸-Q 还原酶
①概述
琥珀酸-Q 还原酶又称为复合体 II,是嵌在线粒体内膜的酶蛋白。完整的酶还包括柠檬酸循环中的琥珀酸脱氢酶。琥珀酸-Q 还原酶是电子传递链中第二个质子泵。
②辅酶和辅基
a.FADH2 作为该酶的辅基在传递电子时并不与酶分离,只是将电子传递给琥珀酸脱氢酶分子的铁-硫聚簇后传递给 CoQ,从而进入了电子传递链;
b.琥珀酸-Q 还原酶的 CoQ 辅基和 NADH 还原酶中的辅基具有完全相同的结构和性质。
③生理意义
琥珀酸-Q 还原酶将电子从 FADH2 转移到 CoQ 上的的反应没有 ATP 的形成。但是这一步反应的重要意义在于它保证 FADH2 上的具有相对高转移势能的电子进入电子传递链。
(4)细胞色素还原酶
①概述
a.细胞色素还原酶又称复合体 III,辅酶 Q-细胞色素 C 还原酶、细胞色素 bc1 复合体,简称 bc1。细胞色素是一类含有血红素辅基的电子传递蛋白质的总称。
b.根据吸收光谱的不同将细胞色素分为 a、b、c 三类。不同簇的细胞色素其分子内卟啉环上的取代基团各不相同。
②b 类型细胞色素
b 类型细胞色素的血红素是铁-原卟啉Ⅸ。铁-原卟啉Ⅸ也存在于血红蛋白和肌红蛋白分子中,这种血红素又称为 b 型血红素。
③c 类型细胞色素
c 类型细胞色素的血红素和铁-原卟啉Ⅸ的区别是血红素上的乙烯基通过其双键与蛋白质的半胱氨酸的巯基作用,形成硫醚键与蛋白质相连。
④细胞色素还原酶的组成
a.细胞色素还原酶含有细胞色素 b 和 2Fe-2S,构成铁-硫蛋白的铁-硫中心,此外还含有细胞色素 c1; b.细胞色素 b 在细胞色素还原酶中以游离形式存在,细胞色素 c1 则是以共价键与蛋白质相连; c.细胞色素还原酶在线粒体内膜的排列不对称。细胞色素还原酶的部分结构模式如图 24-3 所示。
⏺
⑤细胞色素还原酶的作用
图 24-3 细胞色素还原酶的部分结构模式
⏺
铁原子在电子传递中发生可逆的 Fe+和 Fe+的价态变化,在电子传递链中细胞色素还原酶的作用是催化电子从 QH 转移到细胞色素 c。
(5)细胞色素 c
①概述
a.细胞色素 c 是唯一能溶于水的细胞色素;
⏺
b.细胞色素 c 的铁原子与甲硫氨酸残基的硫原子和组氨酸残基的氮原子相连接。它的血红素基团由数个赖氨酸残基形成环状所包围。这些赖氨酸残基受到细胞色素还原酶和细胞色素氧化酶的保护。
②无血红素细胞色素 c
a.无血红素细胞色素 c 是指在细胞溶胶中的细胞色素c,其和成熟的细胞色素 c 的氨基酸序列完全相同, 只是没有血红素基团;
b.当无血红素细胞色素 c 通过线粒体外膜蛋白通道跨过线粒体外膜进入线粒体内膜的间隙后,细胞色素 c 合成酶(又称细胞色素c 血红素裂合酶)将血红素与蛋白分子结合,血红素引起细胞色素c 蛋白分子发生构象变化,使细胞色素 c 不再能穿过线粒体外膜,被锁在线粒体内外膜的间隙。
③细胞色素 c 的作用
细胞色素c 交互地与细胞色素还原酶(复合体III)的细胞色素c 和细胞色素氧化酶(复合体 IV)接触,在复合体 III 和 IV 之间起传递电子的作用。传递分两个阶段完成,如图 24-4 所示。
图 24-4 从细胞色素还原酶到细胞色素 c 的电子传递途径
(6)细胞色素氧化酶
①概述
a.细胞色素氧化酶又称为细胞色素 c 氧化酶、复合体 IV,是第三个质子泵;
b.细胞色素氧化酶由 l0 个亚基构成,此酶共有 4 个氧化一还原活性中心,都集中在亚基 I 和 II 上,这 4 个氧化一还原活性中心是两个 a 型血红素(血红素 a 和血红素 a)和两个铜离子(Cu 和 Cu);
c.血红素 a 是细胞色素氧化酶的铁卟啉结构,它与其他血红素的区别是有一个甲酰基取代了一个甲基而且有一个长达 17 个碳的碳氢链。
②细胞色素氧化酶接受和传递电子的顺序
由还原型细胞色素 c 将所携带的电子传递给血红素 a-Cu3 聚簇,然后再传递给血红素 aA-CuB 聚族,O 经过一系列步骤最后生成 2 分子 HO。
③电子传递过程
分子氧是最终电子受体。一分子氧气接受 4 个电子,4 个电子的传递如图 24-5 所示。
⏺
⏺
④电子传递的特性
图 24-5 细胞色素氧化酶催化氧接受 4 个电子的过程
⏺
B.NADPH C.FMNH D.FADH
