(二)根据氧化还原电位计算电子传递释放的能量是否能满足ATP合成的需要《生物化学与分子生物学》

(二)根据氧化还原电位计算电子传递释放的能量是否能满足ATP合成的需要

氧化还原反应中释放的自由能△G'O与反应底物和产物标准氧化还原电位差值(△E'O)之间存在下述关系:△G'O=nF△E'O

式中n为氧化还原反应中电子转移数目,F为法拉弟常数(23.062千卡/克分子·伏特,或96500库仑/克分子)。

一克分子ATP水解生成ADP与Pi所释放的能量为7.3千卡,凡氧化过程中释放的能量大于7.3千,均有可能生成一克分子ATP,就是说可能存在有一个偶联部位,根据上式计算,当n=2时,△E'O=0.1583V时可释放7.3千卡能量,所以反应底物与生成物的标准氧化还原电位的变化大于0.1583V的部位均可能存在着一个偶联部位。

从图6-11可以看出,在NAD→CoQ,Cyt b→Cyt c和Cyt aa3→O2处可能存在着偶联部位。必须明确,这种计算的基础是反应处在热力学平衡状态,温度为25℃,pH为7.0,反应底物和产物的浓度均为1克分子,这种条件在体内是不存在的。因此这一计算结果只能供参考。

呼吸链中电子对传递时自由能的变化

图6-11 呼吸链中电子对传递时自由能的变化

综上所述,呼吸链中电子传递和磷酸化的偶联部位可用图6-12表示。

偶联部位示意图

图6-12 偶联部位示意图

呼吸链磷酸化的全过程可用下述方程式表示

NADH+H++3ADP+3Pi+1/2O2→NAD++3ATP+4H2O

FADH2+2ADP+2Pi+1/2O2→FAD+2ATP+3H2O

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