
【化】 respiratory chain
atman; breath; breathe; breathing; respiration; respire; wind
【化】 respiration
【醫】 anapnea; breath; breathing; pneo-; pneuma-; pneumato-; pneumo-
pneusometer; R.; respiration; respire; spiro-
catenary; chain
【醫】 chain
呼吸鍊(Respiratory Chain)是生物化學中描述細胞線粒體内膜上一系列蛋白質複合體參與的電子傳遞過程,其英文對應術語為"electron transport chain"或"respiratory chain"。該術語由德國生物化學家David Keilin于1925年首次提出,現被收錄于《英漢生物化學與分子醫學詞典》。
從分子機制層面,呼吸鍊包含四個關鍵酶複合體:複合物I(NADH脫氫酶)、複合物II(琥珀酸脫氫酶)、複合物III(輔酶Q-細胞色素c還原酶)和複合物IV(細胞色素c氧化酶),以及兩個移動載體(輔酶Q和細胞色素c)。這些組分通過氧化還原反應,将NADH和FADH₂中的電子逐步傳遞給氧氣,同時建立跨膜質子梯度。
根據《Lehninger生物化學原理》第七版記載,呼吸鍊的核心功能在于将還原當量中的化學能轉化為三磷酸腺苷(ATP)。每傳遞一對電子可驅動ATP合酶産生約2.5個ATP分子。該過程與氧化磷酸化耦合,構成需氧生物能量代謝的核心環節。
牛津大學生物化學系研究顯示,呼吸鍊異常與多種疾病相關。複合物I缺陷可導緻Leber遺傳性視神經病變,複合物IV功能障礙與線粒體腦肌病存在直接關聯。這些發現被收錄于美國國立生物技術信息中心(NCBI)的OMIM疾病數據庫。
呼吸鍊(Respiratory Chain)又稱電子傳遞鍊,是細胞有氧呼吸的關鍵環節,主要負責将代謝物中的電子傳遞給氧氣生成水,同時推動ATP的生成。以下是詳細解釋:
基本定義與作用
呼吸鍊是位于線粒體内膜上的一系列蛋白質複合體,通過傳遞電子和泵送質子形成跨膜質子梯度,最終将電子傳遞給氧氣生成水,并為ATP合成提供能量。這一過程與氧化磷酸化緊密偶聯,是細胞能量代謝的核心步驟。
主要組成與結構
呼吸鍊由四個複合體(I-IV)及兩個遊離載體(輔酶Q、細胞色素c)構成:
功能與意義
過程機制
電子傳遞方向遵循氧化還原電勢遞增的順序:
$$text{NADH → 複合體I → 輔酶Q → 複合體III → 細胞色素c → 複合體IV → O₂}$$
質子泵送形成跨膜梯度($Delta psi$),化學滲透學說解釋ATP合成的驅動力。
呼吸鍊通過高效傳遞電子和能量轉化,支撐細胞約90%的ATP需求,是生命活動的“能量樞紐”。其功能障礙可能導緻代謝疾病或細胞凋亡。
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