文档介绍：第六章细胞的能量转换─线粒体和叶绿体
线粒体和叶绿体是细胞内的两种产能细胞器。
●线粒体与氧化磷酸化
●叶绿体与光合作用
●线粒体和叶绿体是半自主性细胞器
●线粒体和叶绿体的增殖与起源
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第一节线粒体与氧化磷酸化
●线粒体的形态结构
●线粒体的化学组成及酶的定位
●氧化磷酸化
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一、线粒体的形态结构
线粒体的形态、大小、数量与分布
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。数目一般数百到数千个,线粒体通常分布在细胞功能旺盛的区域。
线粒体的超微结构
外膜(outer membrane):含孔蛋白(porin),通透性较高。
内膜(inner membrane):高度不通透性,向内折叠形成嵴(cristae),嵴能显著扩大内膜表面积(达5~10倍)。含有与能量转换相关的蛋白(执行氧化反应的电子传递链酶系、 ATP合成酶、线粒体内膜转运蛋白)。
膜间隙(intermembrane space):含许多可溶性酶、底物及辅助因子。
基质(matrix):含三羧酸循环、脂肪酸和***酸氧化等酶系、线粒体基因表达酶系等以及线粒体DNA, RNA,核糖体。
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二、线粒体的化学组成及酶的定位
线粒体的化学组成
蛋白质(线粒体干重的65~70%)
脂类(线粒体干重的25~30%):
磷脂占3/4以上,外膜主要是卵磷脂,内膜主要是心磷脂。
线粒体脂类和蛋白质的比值: :1(内膜);1:1(外膜)
线粒体酶的定位
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ATP合成酶(磷酸化的分子基础)
分子结构
基粒(elementary particle),基粒由头部(F1偶联因子)和基部(F偶联因子)构成,F0嵌入线粒体内膜。
F1由5种多肽组成α3β3γδε复合体,具有三个ATP合成的催化位点(每个β亚基具有一个)。α和β单位交替排列,状如桔瓣。γ贯穿αβ复合体(相当于发电机的转子),并与F0接触,ε帮助γ与F0结合。δ与F0的两个b亚基形成固定αβ复合体的结构(相当于发电机的定子)。
F0由三种多肽组成ab2c12复合体,嵌入内膜,12个c亚基组成一个环形结构,具有质子通道,可使质子由膜间隙流回基质。
工作特点:
可逆性复合酶,即既能利用质子电化学梯度储存的能量合成 ATP, 又能水解ATP将质子从基质泵到膜间隙。
ATP合成机制—构象耦联假说(Boyer 1979)
亚单位相对于亚单位旋转的直接实验证据
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