電子傳遞鏈(Electron transport chain)

1. 定義: 電子從NADH2及FADH2經過一系列電子載體（Complex I-IV）流到O2，因而產生ATP的過程
2. 還原當量（reducing equivalent）：在氧化還原反應中，轉移一個電子的當量。一個還原當量可以是一個電子、一個氫原子（H++ e-）或一個氫負離子（H-）。碳水化合物、脂肪、蛋白會在人體內分解後，其所含能量以電子（或稱還原當量reducing equivalent）於電子傳遞鏈中流轉並逐步被釋放出來

資料來源：維基百科
3. 粒線體缺陷：造成氧化磷酸化過程受阻斷，能量將供給不足，產生肌肉病變（myopathy）、腦病變（encephalopathy）、乳酸性酸中毒（lactic acidosis）、癌症、腎臟病變、肝臟病變等疾病


資料來源：growingyourbaby
4. 呼吸鏈電子轉移與氧化磷酸化皆在粒線體（mitochondrion）中，其構造如下：

粒線體(Mitochondria)
5. 呼吸鏈的組成：還原電位逐漸增加

複合體（Complex）
名稱		構成（要記）			介紹
Complex I NADH-Q oxidoreductase		NADH-dehydrogenase FMN Fe-S centers			A. 呈L型（L-shaped） B. 含最多次單元體（subunit） C. 分子量最大 D. 接收NADH的電子起始墊子傳遞鏈
ComplexII Succinate-Q oxidoreductase		Succinate dehydrogenase FAD（covalent） Fe-S centers b-type heme			A. 含最少次單元體（subunit） B. 分子量最小 C. 當複合體將Succinate轉為Fumarate時，會產生FADH2，FADH2再將電子傳給ComplexII起始傳遞鏈
ComplexIII Q-cytochrome c oxidoreductase		cytochrome bc1 complex 2 b-type hemes Rieske Fe-S center c-type heme（cyt c1）
ComplexIV cytochrome c oxidase		cytochrome aa3 complex 2 a-type hemes Cu ions			會將O2還原成H2O
複合體 總整	複合體 包含的輔基	複合體	Complex I	Complex II		Complex III		Complex IV
		輔基	FMN Fe-S（鐵硫蛋白）	FAD Rieske Fe-S		Heme bH Heme bL Heme C1 Fe-S	Heme a Heme a3 CuA CuB
		A. bH表「親和性高」，bL表「親和性低」。親和性為蛋白質與蛋白質之間結合力的大小 B. Complex IV是唯一需要銅離子（CuA、CuB）的複合體 C. Rieske Fe-S與Fe-S的不同： Rieske Fe-S的Fe是連接”組胺酸-SH groups”（histidine- SH groups）而非”半胱胺酸-SH groups”（cysteine-SH groups）
	進行 反應	Complex I	NADH + Q + 5H+ → NAD + QH2 + 4H+
		Complex II	Succinate + Q → Fumarate + QH2
		Complex III	2Cyt C（氧化態）+ QH2 + 2H+ → 2Cyt C（還原態）+ Q + 4H+
		Complex IV	4Cyt C（還原態）+ 8H+ + O2 → 4Cyt C（氧化態）+ 4H+ + 2H2O

比較	比較項目	Complex I	Complex II	Complex III	Complex IV
	跨膜	O	X	O	O
	質子汞	O	X	O	O
	與Q相鄰	O	O	O	X
	本身 性質	還原酶	還原酶	還原酶	氧化酶
從Complex I到Complex IV，酵素由脫氫酶轉為氧化酶，而粒線體膜電位也由「負」轉為「正」

資料來源：維基百科

非複合體（Complex）

泛醌(ubiquinone)

A. 為輔酶Q（coenzyme Q），也被稱作「Q」

B. 氧化還原當量點的收集處

C. 結構：類似於「維他命E」和「維他命K」，也和葉綠體（chloroplast）中的質體醌（plastoquinone）相似

D. 在有氧狀態下，泛醌（ubiquinone）為氧化態；在無氧狀態下，泛醌（ubiquinone）為還原態。當泛醌（ubiquinone）作電子轉換，無法瞬間轉為還原態時，氧易形成自由基（free radical）（下圖中間）

E. 泛醌（ubiquinone）為Q10分子（Q10為一種膠原蛋白）

資料來源：gonzaga大學
多種氧化還原中心
˙ 細胞色素c cytochrome c
˙ 醌（Quinone）
˙ 黃素蛋白（Flavoprotein）
˙ 鐵硫蛋白（Iron-Sulfur protein）
˙ 血基質（Heme）
˙ 銅、鐵離子（Copper,Iron ion）
6. 能量平衡與產生：
A. 整個氧化磷酸化過程是藉由「質子梯度」來做平衡的
＊質子梯度：透過質子幫浦（protone pump），造成粒線體的膜間隙與基質的質子濃度差異
B. 異化、分解作用（catabolism）過程中產生的能量（約38個ATP），大部分（約34個ATP）都是由呼吸鏈所提供的
C. 在檸檬酸循環（citric acid cycle）中，將琥珀醯CoA（succinyl CoA）轉為琥珀酸鹽（succinate），可以讓每莫耳的葡萄糖產生2個高能磷酸，但這是藉由受質階層（substrate level）磷酸化所產生
D. 每莫耳NADH產生3個ATP；每莫耳FADH2產生2個ATP
參見：蘋果酸-天門冬胺酸梭子(Malate-aspartate shuttle)
　　　甘油-3-磷酸梭子(Glycerol-3-phosphate shuttle)

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