呼吸链(一)

呼吸链(respiratory chain)是由一系列的递氢体(hydrogen transfer)和递电子体(eletron transfer)按一定的顺序排列所组成的连续反应体系,它将代谢物脱下的成对氢原子交给氧生成水,同时有ATP生成。实际上呼吸链的作用代表着线粒体最基本的功能,呼吸链中的递氢体和递电子体就是能传递氢原子或电子的载体,由于氢原子可以看作是由H+和e组成的,所以递氢体也是递电子体,递氢体和递电子体的本质是酶、辅酶、辅基或辅因子。

一、呼吸链的组成

构成呼吸链的递氢体和递电子体主要分为以下五类

(一)尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)或称辅酶I(CoI)。

为体内很多脱氢酶的辅酶,是连接作用物与呼吸链的重要环节,分子中除含尼克酰胺(维生素PP)外,还含有核糖、磷酸及一分子腺苷酸(AMP),其结构如下:

NAD+的主要功能是接受从代谢物上脱下的2H(2H++2e),然后传给另一传递体黄素蛋白。

在生理pH条件下,尼克酰胺中的氮(吡啶氮)为五价的氮,它能可逆地接受电子而成为三价氮,与氮对位的碳也较活泼,能可逆地加氢还原,故可将NAD+视为递氢体。反应时,NAD+的尼克酰胺部分可接受一个氢原子及一个电子,尚有一个质子(H+)留在介质中。

此外,亦有不少脱氢酶的辅酶为尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+),又称辅酶Ⅱ(CoⅡ),它与NAD+不同之处是在腺苷酸部分中核糖的2′位碳上羟基的氢被磷酸基取代而成。

当此类酶催化代谢物脱氢后,其辅酶NADP+接受氢而被还原生成NADPH+H+,它须经吡啶核苷酸转氢酶(pyridine nucleotide transhydrogenase)作用将还原当量转移给NAD+,然后再经呼吸链传递,但NADPH+H+一般是为合成代谢或羟化反应提供氢。