(五)细胞色素体系《生物化学与分子生物学》

(五)细胞色素体系

1926年Keilin首次使用分光镜观察昆虫飞翔肌振动时,发现有特殊的吸收光谱,因此把细胞内的吸光物质定名为细胞色素。细胞色素是一类含有铁卟啉辅基的色蛋白,属于递电子体。线粒体内膜中有细胞色素b、c1、c、aa3,肝、肾等组织的微粒体中有细胞色素P450。细胞色素b、c1、c为红色细胞素,细胞色素aa3为绿色细胞素。不同的细胞色素具有不同的吸收光谱,不但其酶蛋白结构不同,辅基的结构也有一些差异。

细胞色素c为一外周蛋白,位于线粒体内膜的外侧。细胞色素C比较容易分离提纯,其结构已清楚。哺乳动物的Cyt c由104个氨基酸残基组成,并从进化的角度作了许多研究。Cyt c的辅基血红素(亚铁原卟啉)通过共价键(硫醚键)与酶蛋白相连(见图6-2),其余各种细胞色素中辅基与酶蛋白均通过非共价键结合。

细胞色素C的辅基与酶蛋白的联接方式

图6-2 细胞色素C的辅基与酶蛋白的联接方式

细胞色素a和a3不易分开,统称为细胞色素aa3。和细胞色素P450、b、c1、c不同,细胞色素aa3的辅基不是血红素,而是血红素A(见图6?)。细胞色素aa3可将电子直接传递给氧,因此又称为细胞色素氧化酶。

血红素A结构式

图6-3 血红素A结构式

铁卟啉辅基所含Fe2+可有Fe2+←→Fe3++e的互变,因此起到传递电子的作用。铁原子可以和酶蛋白及卟啉环形成6个配位键。细胞色素aa3和P450辅基中的铁原子只形成5个配位键,还能与氧再形成一个配位键,将电子直接传递给氧,也可与CO、氰化物、H2S或叠氮化合物形成一个配位键。细胞色素aa3与氰化物结合就阻断了整个呼吸链的电子传递,引起氰化物中毒。

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