问答题 氧化磷酸化偶联机制的化学渗透假说的主要论点是什么?有什么证据?
【正确答案】
【答案解析】英国生物化学家P.Mitchell于1961年提出的解释氧化磷酸化偶联机理的假说。该学说认为:在电子传递过程中,伴随着质子从线粒体内膜的里层向外层转移,形成跨膜的氢离子梯度,这种势能驱动了氧化磷酸化反应,合成了ATP。这一学说得到公认并获得了1978年诺贝尔奖。化学渗透学说可以很好地说明线粒体内膜中电子传递、质子电化学梯度建立、ADP磷酸化的关系。
化学渗透假说的主要论点:线粒体内膜上呼吸链各组分的分布是不对称的,在高能电子沿着呼吸链电子传递的过程中,通过线粒体内膜上呼吸链组分间氢与电子的交替传递,使H + 从内膜内侧向外侧定向转移。由于线粒体内膜对H + 高度不通透,造成内膜两侧跨膜质子梯度,形成质子动力势。其中蕴藏的能量驱使H + 穿过ATP合酶,驱动ADP与Pi形成ATP。
化学渗透学说的主要证据:电子传递所形成的电子流能够将H + 从线粒体内膜逐出到线粒体膜间隙;携带质子过膜的载体如2,4-二硝基苯酚(DNP)和缬氨霉素可解除氧化和磷酸化的偶联过程,使电子传递照常进行而不生成ATP。DNP的作用机制是作为H + 的载体将其运回线粒体内部,破坏质子梯度的形成。由电子传递产生的能量以热被释出;实际测算膜间隙的pH较线粒体基质中低1.4个单位;人工构建的含ATP合酶和细菌视紫红质的脂质体。在提供光、ADP、Pi和H + 条件下可形成ATP。