初二生物上冊知識點之細胞色素分布

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 初中生物 來源: 高中學習網(wǎng)

  【—初二生物上冊之細胞色素分布】,除了氧化磷酸化和光合磷酸化的電子傳遞鏈以外,細胞色素還存在于非磷酸化的電子傳遞酶系中。

  真核細胞

  真核細胞(動物、植物、酵母、脈孢菌)的線粒體膜和某些細菌的細胞質膜上的氧化磷酸化電子傳遞鏈中,細胞色素包括:Cyt a、Cyt a3、Cyt b、Cyt c、Cyt c1,除Cyt c外其他都是緊密結合在線粒體內膜上,Cyt c1因呈現(xiàn)水溶性,故與線粒體內我結合不緊密。它們的氧化還原電位(電子親和性)逐漸增加,其作用是將電子從各種脫氫酶系統(tǒng)順序地傳遞到分子氧。其中除了細胞色素c是膜的外周蛋白,位于線粒體內膜的外側,能被鹽溶液抽提以外,其他的細胞色素都緊緊地與線粒體內膜相結合,需要高濃度的去垢劑才能把它們增溶下來。由于細胞色素c是一種可溶性的蛋白,易于獲得結晶,因而它是電子載體蛋白中結構研究得最清楚的。

  動物細胞

  高等動物的細胞色素c由104個氨基酸殘基的一條肽鏈組成;分子量約為13000,在共價結合的血紅素輔基中;

  鐵原子的第5、6個配位鍵被組氨酸咪唑基的氮原子和甲硫氨酸的硫原子所占據(jù),因而還原型的細胞色素c不能被氧直接氧化。它催化電子從細胞色素還原酶(或稱bc1復合物) 傳遞到細胞色素氧化酶(或稱細胞色素aa3)。已對80多種不同種屬的細胞色素c進行了一級結構測定,并根據(jù)其氨基酸變異數(shù)繪制了種屬發(fā)生圖,這不僅揭示了細胞色素c在進化上來自一個共同的祖先,也可以據(jù)此估計生物的主要種屬發(fā)生進化的可能時間。細胞色素b和c1是輔酶Q-細胞色素c還原體系中的兩個帶氧化還原中心的組分。細胞色素b是一個橫貫膜兩側的極端疏水性的蛋白。對細胞色素b氨基酸組成和結構基因的脫氧核糖核酸(DNA)順序研究指出,約68%的氨基酸為非極性的。對細胞色素b在電子傳遞鏈中的復雜功能至今還不清楚。細胞色素c1的多肽由一個大的親水部分和一個小的疏水部分組成,親水區(qū)帶有血紅素輔基伸出在膜外的水相中,與細胞色素c有一個結合點。細胞色素a、a3也稱細胞色素氧化酶,它的功能是催化還原的細胞色素c為氧分子所氧化。在化學結構上,血紅素a和a3具有一致性。近年來的研究指出,可能血紅素a和a3結合于不同的蛋白亞基上。血紅素a3與細胞色素b、c1、c和a不同,a3卟啉環(huán)中鐵原子的第6個配位鍵并沒有被氨基酸殘基所占據(jù)。因此,它在還原態(tài)時(Fe2+)能與氧和一氧化碳直接結合,在氧化態(tài)時能與HCN、HN3和?S等結合。在這些物質中氧是細胞色素氧化酶的底物,其他都是它的抑制劑。氰化物的劇烈毒性就是由于它對細胞色素氧化酶的強烈抑制從而阻斷了生物體的呼吸作用。

  植物細胞

  在植物和一些藻類的光合電子鏈中,至少有三種細胞色素參與光誘導的光合電子傳遞,起電子載體的作用:細胞色素b6(或稱細胞色素b563)、細胞色素b3(或稱細胞色素b559)和細胞色素f(或稱細胞色素b552)。細胞色素f最早是在葉子中發(fā)現(xiàn)的,結構上屬于c類細胞色素,分子量約為100000,其α吸收峰位于552~555納米之間。細胞色素b3、b6、f 都是不對稱地分布于葉綠體類囊體的膜上,與膜緊密結合的膜蛋白。光合細菌,如紫色非硫細菌或綠色光合菌如處于無光照并給予氧氣的條件下,它們的電子傳遞鏈十分相似于線粒體的呼吸鏈;如處于光照及厭氧條件下,其電子傳遞鏈由輔酶Q-細胞色素c2氧化酶組成。細胞色素c2是一個水溶性的細胞色素,分子量為12000~14000。它的一級結構與哺乳類線粒體中的細胞色素c十分相似,并具有c的典型的吸收光譜,α最大吸收峰為550納米。

  總結:通過此類反應可以引起這些外來有毒物質的一系列代謝反應,最終導致這些物質排出體外。但是有時某些相對無毒或低毒物質的羥化產(chǎn)物反而具有劇毒,例如多環(huán)芳烴的羥化產(chǎn)物即是強烈的致癌物質。


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