线粒体氧化体系：通过酶促反应将营养物质氧化分解为CO2和H2O，并释放能量，产生ATP；
微粒体、（内质网）氧化体系：通过氧化酶类对底物进行加氧修饰，不产生ATP
线粒体氧化体系概念：主要指糖、脂肪、蛋白质等在体内氧化分解时逐步释放能量，最终生成CO2和H2O的过程
特点：反应温和，需要酶的催化，氧化反应逐步进行，能量逐步释放
Ⅰ.烟酰胺腺嘌呤核苷酸传递氢和电子，烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)为双电子传递体，是许多脱氢酶的辅酶
Ⅱ.黄素核苷酸衍生物传递氢和电子，黄素单核苷酸(FMN)和黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)是维生素B2与核苷酸形成的有机化合物，是黄素蛋白的辅基，可进行单(FMNH`,FADH`)、双(FMNH2,FADH2)电子传递
Ⅲ.有机化合物泛醌传递氢和电子，泛醌(CoQ或Q,又称“辅酶Q”)，脂溶性，其疏水特性使其能在线粒体内膜中自由扩散，可进行单(QH`)、双(QH2)电子传递。人体CoQ10,含十个异戊二烯单位
Ⅳ.铁硫蛋白传递电子，单电子传递体，通过二价铁离子与三价铁离子转化传递电子，辅基—铁硫中心(Fe-S)含铁离子和硫原子
Ⅴ.细胞色素传递电子，分为Cyt a、b、c及不同的亚类，含血红素样辅基的蛋白质，通过二价铁离子和三价铁离子反应传递电子，单电子传递体
线粒体呼吸链
生物体将NADH+H+和FADH2彻底氧化生成水和ATP的过程与细胞的呼吸有关，需要消耗氧，参与氧化还原反应的组分由含辅助因子的多种蛋白酶复合体组成，形成一个连续的传递链，因此称为线粒体呼吸链（mitochodrial respiratory chain）。也称电子传递链(electron transfer chain)
含多种具有传递电子能力的辅基，如FMN、Fe-S、金属离子等
蛋白质复合体、泛醌以及细胞色素c协同完成电子传递到氧的过程
电子传递过程伴随H+移至线粒体线粒体内外膜间隙，形成跨内膜H+梯度，释放的能量用于生成ATP
氧化磷酸化与ATP的生成
底物水平磷酸化：与底物分子的高能键水解相偶联，使ADP磷酸化生成ATP
氧化磷酸化：NADH和FADH2通过线粒体呼吸链被氧化生成水的过程伴随着能量的释放，驱动ADP磷酸化生成ATP。即NADH和FADH2的氧化过程与ADP磷酸化过程相偶联，释放的能量用于生成ATP。
氧化与磷酸化的偶联部位：复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ
确定方法：P/O比值（指氧化磷酸化过程中，每消耗1/2molO2所需磷酸的摩尔数，即所能生成ATP的摩尔数；自由能变化
一对电子经NADH氧化呼吸链氧化，偶联生成2.5分子的ATP；
......经琥珀酸呼吸链氧化，偶联产生1.5分子ATP
化学渗透假说
概念——电子经呼吸链传递时释放的能量，通过复合体的质子泵功能，转运H+从线粒体基质到内膜的胞质侧
质子不能自由穿过线粒体内膜返回基质，从而形成跨线粒体内膜的质子电化学梯度（H+浓度梯度和跨膜电位差），储存电子传递释放的能量
质子的电化学梯度转变为质子驱动力，促使质子从膜间隙侧顺浓度梯度回流至基质、释放储存的势能，用于驱动ADP与Pi结合生成ATP
质子跨内膜梯度：复合体ⅠⅢⅣ都具有质子泵功能；呼吸链每传递2个电子使10个H+跨内膜向胞浆侧转移，线粒体胞浆侧的质子浓度、正电荷远高于基质，形成跨内膜的浓度和电位差(电化学梯度)
质子顺浓度回流释放能量用于ATP合成
ATP合酶：跨线粒体内膜的通道蛋白；
含F1(亚基：αβγσE，为亲水部分，催化ATP合成)、
F0(亚基：a1b2c9-12，对寡霉素敏感，组成离子通道，用于质子回流)
功能：回流质子至基质时，结合ADP与Pi合成ATP，生成1个ATP，需3个H+回流入线粒体基质
ATP在能量代谢中起核心作用
ATP合酶的作用：线粒体内膜存在ATP合酶，电子传递产生的质子驱动力通过ATP合酶促使质子回流，释放的能量用于产生ATP
【高能磷酸化合物】：含有磷酸基并在水解时释放较大自由能
ATP是高能磷酸化合物—ATP结构中的β、γ磷酸酯键水解时释放的能量比通常的磷酸酯键多。供能方式：高能磷酸键水解释放能量，基团转移
ATP是能量转移和核苷酸相互转变的核心，腺苷酸激酶可催化ATP、ADP、AMP间互变
磷酸肌酸【CP】——高能键能量的储存形式，存在于骨骼肌、心肌、脑组织中。ATP充足时转移末端~P给肌酸，生成CP
影响氧化磷酸化的因素
体内能量状态——ATP/ADP比值可调节糖酵解、三羧酸循环，ATP通过别构调节可抑制糖酵解、降低三羧酸循环速率
抑制剂
复合Ⅰ抑制剂：鱼藤酮、粉蝶霉素A、异戊巴比妥等，从而阻断电子从铁硫中心到泛醌的传递
复合Ⅲ抑制剂：抗霉素A，阻断Cyt bH传递电子到泛醌（QN）；黏噻唑菌醇
复合Ⅳ抑制剂：CN-、N3-紧密结合氧化型的Cyt a3，阻断电子由Cyt a到CuB-Cyt a3间传递；CO与还原型Cyt a3结合，阻断电子传递给O2
内源性解偶联蛋白(UCP1)：棕色脂肪组织线粒体，使组织产热
解偶联剂
使氧化与磷酸化的偶联分离，电子可沿呼吸链正常传递，但建立的质子梯度被破坏，不能驱动ATP合酶合成ATP
ATP合酶抑制剂：寡霉素,与F0中的OSCP特异性结合,阻滞质子回流.抑制ATP合成.抑制质子泵作用
—甲状腺激素：诱导ATP酶合成，加速ATP分解，同时可诱导解偶联蛋白表达；
—线粒体DNA突变：能量代谢障碍；
—核基因突变：线粒体所需蛋白缺陷，能量代谢受阻
线粒体的内膜选择性转运代谢物
α-磷酸甘油穿梭：存在于脑、骨骼肌，胞液中的NADH通过穿梭将2H交给.....→FAD，进入琥珀酸氧化呼吸链产生1.5分子ATP
苹果酸-天冬氨酸穿梭：存在于肝、肾、心肌细胞，胞液NADH通过穿梭进入NADH氧化呼吸链产生2.5分子ATP
ATP、ADP、Pi的跨膜转运：腺苷酸转运蛋白（移位酶）反向转运ATP和ADP出入线粒体内膜
其他氧化与抗氧化体系
微粒体细胞色素P450单加氧酶：
机制—催化O2中的一个氧原子加入底物，另一个氧原子被还原成H2O(又称混合功能氧化酶，羟化酶)
功能—使底物羟化，-参与类固醇激素、胆汁酸及胆色素等的生成；—药物、毒物的生物转化
线粒体呼吸链可产生活性氧——
反应活性氧类（ROS）：O2的不完全还原产物【超氧阴离子（·O2-）、羟自由基（·OH）、H2O2等】化学性质活泼，氧化性强
来源于：线粒体(复合体Ⅰ、Ⅲ中的Q循环；半醌型泛醌)；过氧化酶体、胞浆需氧脱氢酶、细菌感染组织缺氧
抗氧化体系：酶——超氧化物歧化酶（SOD)，过氧化氢酶（存在于过氧化氢酶体、细胞质及微粒体中，催化活性强），谷胱甘肽过氧化物酶【保护生物膜及血红蛋白】
小分子抗氧化剂——β-胡萝卜素、维生素E、抗坏血酸（维生素C）、泛醌等
