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主題:氧化磷酸化作用新觀念!?
發言 : 天攸 時間 : 07/03/07(11:08:55) From : 125.231.218.5
今天隨手翻Exercise Physiology Fifth Edition發現

Aerobic ATP Tally from the Breadown of One Molecule of Glucose
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Metabolic Process High-Energy ATP from Oxidative ATP Subtotal
Products Phosphorylation
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Glycolysis 2ATP ---- 2(total if anaerobic)
2NADH* 5 7(if aerobic)
Pyruvic acid to acetyl-CoA 2NADH 5 12
Krebs cycle 2GTP ---- 14
6NADH 15 29
2FADH** 3 32
----
Grabd total: 32 ATP
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
*2.5ATP per NADH
**1.5ATP per FADH
-----------------------------
這是新觀念嗎?


回應 : 2 小五時間 : 2007/3/12 下午 02:49:46 From : 140.127.51.141

這不是新觀念,記得大學時的生化課上有提到過NADH在電子傳遞鏈 (Electron transfer chain)上與ATP的轉換率,這個問題也在課堂上被討論過。早期的生化課本大多以1個NADH轉換3個ATP,而1個FADH2則轉換2個ATP,故有氧情況下由葡萄糖開始完整的糖解作用所產生的ATP會有38個,但最近的生化課本都以1個NADH轉換2.5個ATP,而1個FADH2轉換1.5個ATP,故同樣的反應中可得到的ATP數量則只有32個,故兩個答案都對!以下概略解釋轉換的機制和原因:

在普遍觀念中接受氧化磷酸化 (oxidative phosphorylation) 的化學偶合模式 ( chemiosmotic model) 之下,所假設的全反應方程式如下:

xADP + xPi + 1/2 O2 + H* + NADH ---> xATP + H2O + NAD*
(註: 因為打不出上標,故用*表正離子)
而以上的係數"x",有時稱為 P/O ratio 或 P/2e- ratio---永遠為整數。
以上為 Lehninger Principles of Biochemistry, 4ed. p.712所描述之觀念,而在另一本textbook (Biochemistry, Campbell& Farrell. 4ed. p.560) 中則說明P/O ratio 指電子傳遞中ATP生成的耦合比,例如在 1/2 O2 + 2H* +2e- ---> H2O 的反應中,每銷耗 1 more 氧原子在
ADP + Pi ---> ATP 的反應中所會消耗的 Pi 莫耳數. (Pi指的是 phosphate ion)。簡單來說,就是 1個NADH經過氧化磷酸化的過程後,可獲得 3個 ATP ,那麼 NADH 的 P/O ratio為3。

許多的實驗已計算出當NADH為電子給予者時,其P/O ratio 介於2-3,而假設P/O ratio 必為整數,大部分的實驗者同意 NADH 的 P/O ratio為3,而近幾年這些數值則出現在文獻與教科書中。在Lehninger這本書中介紹電子傳遞之化學滲透耦合ATP合成的範例,並無理論規定 P/O ratio 要為整數。而相關之化學計量的問題則變成了"從一個 NADH 的電子傳遞到氧氣的過程中,有幾個質子 (即氫離子)會被 pump 至膜外?而又有幾個質子必須透過F0F1 complex 流進膜內以驅動一個ATP的形成?要測量質子的流動在技術上很複雜 (這段複雜的描述在此不贅述),NADH 每一對電子要pump out 出膜外的質子數量有10個,而FADH則有6個。而要驅動一個ATP產生所需的質子數,最廣為接受的實驗數據為4個,而其中一個用來輸送Pi, ATP和ADP 通過粒線體膜。假設每個 NADH在電子傳遞鏈中有10個質子被pump out,而有四個必須flow in 來產生ATP,則 NADH 的 proton-based P/O ratio 則為2.5 (10除以4),而FADH的 P/O ratio 則為1.5 (6除以4)。在Lehninger的生化課本中使用的P/O ratio 為2.5和1.5,但使用整數2.0和3.0的生化文獻仍很普遍。


此為電子傳遞鏈的示意圖,注意在O2得到電子之前,從膜內pump出去的H+共有10個,而上述的化學滲透耦合,就是右邊那個像電燈泡的complex,有兩部份蛋白質,分別是Fo和F1,其機制是利用膜內外的質子濃度差(質子梯度;proton gradient)來驅動ATP的產生。


回應 : 3 小五時間 : 2007/3/13 下午 04:33:24 From : 140.127.51.141

這就是所謂的"積非成是"吧!
往往沒有注意的口語相傳,就了反而被認為是對的。
再者,P/O ratio的轉換率,目前的教科書中似乎也沒有統一,
用2.5也對,用3也對,印象中,生物化學的教科書比較偏向使用2.5,
但體育學門的生理學教科書,似乎較偏向使用整數3,
我說的這些話也沒有根據,只是憑自己的印象,
但考試老師若不給分數,那麼就拿教科書出來討分數,
畢竟白紙黑字印的就是證據,建議可以拿Lehninger那本生化課本來討論,
上面有探討兩者的差別,這種東西,在研究還沒有被接受或成定律之前,
都沒有絕對的對或錯,我想學生作答的思考方向要是對了,教授應該不會刁難的。


回應 : 4 wen時間 : 2007/3/15 下午 10:28:15 From : 220.139.245.230

太複雜了
我看的頭大起來了
讓我慢慢參透其中吧



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