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電子傳遞鏈

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粒線體中的電子傳遞鏈。
類囊體光合作用的電子傳遞鏈。
典型真核生物細胞的呼吸作用過程總覽

電子傳遞鏈又稱呼吸鏈,是氧化磷酸化的一部分,位於原核生物細胞膜或者真核生物粒線體內膜上,葉綠體類囊體膜上進行光合磷酸化過程,高能電子在膜上一系列蛋白傳送的過程,藉由膜蛋白的氧化與還原將其能量逐漸釋放出來,造成膜外與膜內質子濃度梯度(proton-gradient),而這些質子(H+離子)再由高濃度往低濃度運送,伴隨著電子轉移穿膜,其中產生的電化學質子濃度的差異驅動三磷酸腺苷(ATP)合成。電子在電子傳遞鏈中的最終受體是氧分子。

電子傳遞鏈通過氧化還原反應,從陽光光合作用中,或者如在醣類,細胞呼吸氧化的情況下獲取能量。在真核生物中,一個重要的電子傳遞鏈在粒線體內膜發現,通過使用ATP合成酶氧化磷酸化反應。還發現在有光合作用的真核生物葉綠體的類囊體膜上。在細菌中電子傳輸鏈位於其細胞膜上。

葉綠體中,驅動水轉化為氧,並藉由傳遞H+離子跨越葉綠體膜轉化NADP+成NADPH。在粒線體中,則是將氧轉化成水,NADH至NAD+和琥珀酸鹽至富馬酸鹽建立質子梯度。

包括了四個膜蛋白複合物和脂溶性電子載體,用於將還原電勢轉化爲跨膜的質子梯度。

原理

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電子傳遞鏈本質是一個氫氧化合為水的放熱反應。其實它是由輔酶NADH+H+和FMNH2和FADH2提供氫原子,在粒線體內膜上經過一系列的氧化還原反應,由ATP合成酶(有時被稱爲「複合物Ⅴ」)將ADP和磷酸轉化成細胞能量貨幣ATP的反應過程。這些輔酶(氫載體)來自三羧酸循環,脂肪酸分解和糖酵解。

組成部分

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複合物I(質子泵

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NADH脫氫酶,或稱NADH-輔酶Q還原酶,以黃素單核苷酸鐵硫簇輔酶,用NADH將輔酶Q還原爲QH2,同時泵出質子。

複合物II

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琥珀酸-輔酶Q還原酶,是個跨膜蛋白複合物,是三羧酸循環的一部分,用琥珀酸以共價結合的FAD爲輔酶將輔酶Q還原為QH2,不泵出質子。

複合物III(質子泵)

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輔酶Q-細胞色素c還原酶細胞色素c是重要的電子載體,在複合物Ⅲ和Ⅳ之間傳遞電子。

複合物IV(質子泵)

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細胞色素c氧化酶。複合物IV是電子傳遞鏈的終點,氧氣在此被還原生成

抑制劑(部分)

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  • 抑制ATP合成:寡黴素、2,4-二硝基苯酚、短桿菌肽A(革蘭素A)、纈氨黴素
  • 抑制複合物Ⅰ:巴比妥酸鹽(barbiturates)、魚藤酮(rotenone)
  • 抑制複合物Ⅲ:抗黴素A(antimycin A)、粘噻唑(myxothiazol)、UHDBT
  • 抑制複合物Ⅳ氰化物(CN-)、疊氮(N3-)、一氧化氮(CO)

參見

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外部連結

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(如連結失效請用)呼吸鏈組成網路圖書館