细胞生物学线粒体.ppt

关于细胞生物学线粒体细胞生物学—线粒体线粒体研究历史1890年R.Altaman首次发现，命名为bioblast。1898年vonBenda提出mitochondrion。1900年L.Michaelis用JanusGreenB染色，发现线粒体具有氧化作用。Green（1948）证实线粒体含所有三羧酸循环的酶，Kennedy和Lehninger（1949）发现脂肪酸氧化为CO2的过程是在线粒体内完成的。第2页,共28页，星期六，2024年，5月细胞生物学—线粒体线粒体（mitochondria)是一个由两层单位膜包围的含有100多种酶类的细胞器，它是细胞进行生物氧化和能量转换的主要埸所。一、结构（一）形态与分布线粒体一般呈粒状或杆状，但因生物种类和生理状态而异，可呈环形，哑铃形、线状、分杈状或其它形状。一般直径0.5~1μm，长1.5~3.0μm，在胰脏外分泌细胞中可长达10~20μm，称巨线粒体。数目一般数百到数千个。第3页,共28页，星期六，2024年，5月细胞生物学—线粒体（二）亚微结构1.外膜(outermembrane)???????????2.内膜(innermembrane)??????膜间腔(intermembranespace)?????嵴(cristae)?????嵴间腔(intercristaespace)?????基粒(elementareyparticle）?????基粒分头、柄、基片三部分，头部突入内腔,基片嵌于内膜，柄部将头部和基片相联。基粒是氧化磷酸化场所，能将ADP磷酸化生成ATP。第4页,共28页，星期六，2024年，5月细胞生物学—线粒体二、线粒体的功能：糖酵解：在细胞质中，脂肪和葡萄糖降解生成丙酮酸进入线粒体基质。三羧酸循环：?在线粒体基质中,在丙酮脱氢酶体系作用下，丙酮酸进一步分解为乙酰辅酶A，NAD+作为受氢体被还原。丙酮酸+辅酶A+2NAD+2乙酰辅酶A+CO2+2NADH+2H+乙酰辅酶A与草酰乙酸结合生成柠檬酸，三羧酸循环开始。总反应式：??2乙酰辅酶A+6NAD++2FAD++2ADP+2Pi+6H2O?????4CO2+6NADH+6H++2FADH2+2辅酶A+2ATP第5页,共28页，星期六，2024年，5月细胞生物学—线粒体第6页,共28页，星期六，2024年，5月细胞生物学—线粒体3.电子传递和氧化磷酸化一分子葡萄糖经无氧氧化，丙酮酸脱氢和TAC循环共产生6分子CO2和12对H，这些H必须进一步氧化成为水,整个有氧氧化过程才能完成。但H并不能与O2直接结合,一般认为H必需首先离解为H+和e-,电子经过线粒体内膜上酶体系的逐级传递最终使1/2O2成为O-，后者再与基质中的2个H+化合生成H2O。这一传递电子的酶体系是一系列能够可逆地接受和释放H+和e-的化学物质所组成，它们在内膜上有序地排列成相互关联的链状称为呼吸链。?????氧化磷酸化：经糖酵解和三羧酸循环产生的NADH和FADH2是两种还原性的电子载体，它们所携带的电子经线粒体内膜上的呼吸链逐级传递给O2并将H+从线粒体基质泵入膜间隙，这在膜间隙和基质间产生了H+质梯度，当H+通过ATP合成酶装置进入基质时，可使ADP分子与磷酸基团合成ATP。第7页,共28页，星期六，2024年，5月细胞生物学—线粒体电子呼吸链的组成主要包括：黄素蛋白、细胞色素、铜原子、铁硫蛋白、辅酶Q等。黄素蛋白含FMN（图7-4）或FAD的蛋白质，每个FMN或FAD可接受2个电子2个质子。呼吸链上具有FMN为辅基的NADH脱氢酶，以FAD为辅基的琥珀酸脱氢酶。第8页,共28页，星期六，2024年，5月细胞生物学—线粒体细胞色素：分子中含有血红素铁（图7-5），以共价形式与蛋白结合，通Fe3+、Fe2+形式变化传递电子，呼吸链中有5类，即：细胞色素a、a3、b、c、c1，其中a、a3含有铜原子。第9页,共28页，星期六，2024年，5月细胞生物学—线粒体铁硫蛋白：在其分子结构中每个铁原子和4个硫原子结合，通过Fe2+、Fe3+互变进行电子传递，有2Fe-2S和4Fe-4S两种类型。第10页,共28页，星期六，2024年，5月细胞生物学—线粒体辅酶Q：是脂溶性小分子量的醌类化合物，通过氧化和还原传递电子。有3种氧化还原形式即氧化型醌Q，还原型氢醌（QH2）和介于两者之者的自由基半醌（QH）。呼吸链的复合物呼吸链组分按氧化还原电位