《生物化學與分子生物學》 (二)根據(jù)氧化還原電位計算電子傳遞釋放的能量是否能滿足ATP合成的需要

氧化還原反應中釋放的自由能△G'O與反應底物和產(chǎn)物標準氧化還原電位差值(△E'O)之間存在下述關(guān)系：△G'O=nF△E'O

式中n為氧化還原反應中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目，F(xiàn)為法拉弟常數(shù)(23.062千卡/克分子·伏特，或96500庫侖/克分子)。

一克分子ATP水解生成ADP與Pi所釋放的能量為7.3千卡，凡氧化過程中釋放的能量大于7.3千，均有可能生成一克分子ATP，就是說可能存在有一個偶聯(lián)部位，根據(jù)上式計算，當n=2時，△E'O=0.1583V時可釋放7.3千卡能量，所以反應底物與生成物的標準氧化還原電位的變化大于0.1583V的部位均可能存在著一個偶聯(lián)部位。

從圖6-11可以看出，在NAD→CoQ,Cyt b→Cyt c和Cyt aa3→O2處可能存在著偶聯(lián)部位。必須明確，這種計算的基礎(chǔ)是反應處在熱力學平衡狀態(tài)，溫度為25℃，pH為7.0，反應底物和產(chǎn)物的濃度均為1克分子，這種條件在體內(nèi)是不存在的。因此這一計算結(jié)果只能供參考。

圖6-11　呼吸鏈中電子對傳遞時自由能的變化

綜上所述，呼吸鏈中電子傳遞和磷酸化的偶聯(lián)部位可用圖6-12表示。

圖6-12　偶聯(lián)部位示意圖

呼吸鏈磷酸化的全過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