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1、第六节第六节 呼吸毒剂的作用机理呼吸毒剂的作用机理 外呼吸抑制剂：外呼吸抑制剂：起物理作用的，引起昆虫窒息，起物理作用的，引起昆虫窒息，由于堵塞或覆盖了昆虫气门而不能呼吸，即阻断了昆由于堵塞或覆盖了昆虫气门而不能呼吸，即阻断了昆虫气管内的气体与外界空气的交换。虫气管内的气体与外界空气的交换。内呼吸抑制剂：内呼吸抑制剂：对呼吸酶系的抑制，即内呼吸的对呼吸酶系的抑制，即内呼吸的抑制，也即抑制了氧化代谢。抑制，也即抑制了氧化代谢。多数呼吸毒剂属于后一类，如各种熏蒸毒气、鱼多数呼吸毒剂属于后一类，如各种熏蒸毒气、鱼藤酮、氟乙酸及其衍生物等。藤酮、氟乙酸及其衍生物等。呼吸毒剂：呼吸毒剂：呼吸生理呼吸生理
2、生物氧化的涵义生物氧化的涵义 营营养养物物质质在在生生物物体体内内经经氧氧化化分分解解，最最终终生生成成CO2 和和 H2O，并释放能量的过程。，并释放能量的过程。生物氧化中物质的氧化方式有加氧、脱氢、生物氧化中物质的氧化方式有加氧、脱氢、失电子，遵循氧化还原反应的一般规律。失电子，遵循氧化还原反应的一般规律。物质在体内外氧化时所消耗的氧量、最终物质在体内外氧化时所消耗的氧量、最终产物（产物（CO2，H2O）和释放能量均相同。）和释放能量均相同。生物氧化的一般原理生物氧化的一般原理代代谢谢物物脱脱下下的的成成对对氢氢原原子子（2H）通通过过多多种种酶酶和和辅辅酶酶所所催催化化的的连连锁锁反反应
3、应逐逐步步传传递递，最最终终与与氧氧结结合合生生成成水水，这这一一系系列列酶酶和和辅辅酶酶称称为为呼呼吸吸链链(respiratory chain)又又称称电电子子传传递递链链(electron transfer chain)。生物氧化的一般原理生物氧化的一般原理烟酰胺核苷酸烟酰胺核苷酸n nNADNAD+：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NicotinamideNicotinamide Adenine Adenine DinucleotideDinucleotide)，又叫，又叫，又叫，又叫CoCo，主要作为呼主要作为呼主要作为呼主要作
4、为呼吸链的一个组分，起递氢体作用；吸链的一个组分，起递氢体作用；吸链的一个组分，起递氢体作用；吸链的一个组分，起递氢体作用；n nNADPNADP+：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NicotinNicotin-amide Adenine amide Adenine DinucleotideDinucleotide Phosphate)Phosphate)，又叫，又叫，又叫，又叫CoCo，主要在还原性生物合成中作为供氢体。主要在还原性生物合成中作为供氢体。主要在还原性生物合成中作为供氢体。主要在还原性生物合成中作为供氢体。
5、n n二者的递氢部位是烟酰胺部分，为二者的递氢部位是烟酰胺部分，为二者的递氢部位是烟酰胺部分，为二者的递氢部位是烟酰胺部分，为VitVit PP PP。NAD+和和NADP+的结构的结构黄素辅基黄素辅基n nFMNFMN：黄素单核苷酸：黄素单核苷酸：黄素单核苷酸：黄素单核苷酸(FlavinFlavin Mononucleotide)Mononucleotide)n nFADFAD：黄素腺嘌呤二核苷酸：黄素腺嘌呤二核苷酸：黄素腺嘌呤二核苷酸：黄素腺嘌呤二核苷酸(FlavinFlavin Adenine Adenine DinucleotideDinucleotide)n nFMNFMN和和和和F
6、ADFAD中异咯嗪环起递氢体作用。中异咯嗪环起递氢体作用。中异咯嗪环起递氢体作用。中异咯嗪环起递氢体作用。n n异咯嗪及核醇部分为异咯嗪及核醇部分为异咯嗪及核醇部分为异咯嗪及核醇部分为VitVit B B2 2（核黄素）。核黄素）。核黄素）。核黄素）。FMN结构结构异咯嗪异咯嗪核醇核醇 FAD结构结构1 作用于三羧酸循环的呼吸毒剂作用于三羧酸循环的呼吸毒剂 1.1 氟乙酸、氟乙酰胺、氯乙酰苯胺等氟乙酸、氟乙酰胺、氯乙酰苯胺等 1.2 亚砷酸盐类亚砷酸盐类2 作用于呼吸链的呼吸毒剂作用于呼吸链的呼吸毒剂 2.1在在NAD+与辅酶与辅酶Q之间起作用的抑制剂之间起作用的抑制剂 2.2 琥珀酸氧化作用
7、抑制剂琥珀酸氧化作用抑制剂 2.3 在在Cytb及及CytCl之间起作用的抑制剂之间起作用的抑制剂 2.4 细胞色素细胞色素C氧化酶的抑制剂氧化酶的抑制剂3 氧化磷酸化作用的抑制剂（解偶联剂）氧化磷酸化作用的抑制剂（解偶联剂）3.1 二硝基苯酚类二硝基苯酚类 3.2 吡咯类化合物吡咯类化合物4 能量转移系统（磷酸化作用）抑制剂能量转移系统（磷酸化作用）抑制剂内内呼呼吸吸抑抑制制剂剂：1 作用于三羧酸循环的呼吸毒剂作用于三羧酸循环的呼吸毒剂1.1 氟乙酸、氟乙酰胺、氯乙酰苯胺等氟乙酸、氟乙酰胺、氯乙酰苯胺等 该类化合物都是在水解转变成氟乙酸后，与该类化合物都是在水解转变成氟乙酸后，与乙酰辅酶乙酰
8、辅酶A结合形成一个复合物，然后与草酰乙酸结合形成一个复合物，然后与草酰乙酸结合，形成氟柠檬酸而抑制了乌头酸酶结合，形成氟柠檬酸而抑制了乌头酸酶（aconitase）,使柠檬酸不能转变为异柠檬酸，因使柠檬酸不能转变为异柠檬酸，因而阻断了三羧酸循环。而阻断了三羧酸循环。1.2 亚砷酸盐类亚砷酸盐类 该该类类化化合合物物主主要要是是抑抑制制-酮酮戊戊二二酸酸脱脱氢氢酶酶，使使得得酮酮戊戊二二酸酸积积累累而而影影响响三三羧羧酸酸循循环环，更更重重要要的的是是由由于于影影响氨基酸的相互转化而造成其他代谢的混乱。响氨基酸的相互转化而造成其他代谢的混乱。1 作用于三羧酸循环的呼吸毒剂作用于三羧酸循环的呼吸毒
9、剂CoASHNADH+H+NAD+COCO2 2NAD+NADH+H+COCO2 2GTPGTPGDP+PiGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASHH2O柠檬酸合酶柠檬酸合酶顺乌头酸酶顺乌头酸酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶-酮酮戊二酸脱戊二酸脱氢氢酶酶复合体复合体琥珀酰琥珀酰CoA合成酶合成酶琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶延胡索酸酶延胡索酸酶苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶GTPGDPATPADP核苷二磷酸激酶核苷二磷酸激酶氟乙酸氟乙酸亚砷酸盐类亚砷酸盐类2 作用于呼吸链的呼吸毒剂作用于呼吸链的呼吸毒剂 对呼吸链起作用的呼吸毒剂可以分为四大类：对呼吸链起作用的
10、呼吸毒剂可以分为四大类：2.1 2.1 在在NADNAD+与辅酶与辅酶Q Q之间起作用的抑制剂之间起作用的抑制剂 主要有鱼藤酮及杀粉蝶素主要有鱼藤酮及杀粉蝶素A A及及B B。2.1.1 2.1.1 鱼藤酮鱼藤酮 鱼藤对鱼藤对l5l5个目，个目，137137科的科的800800多种害虫具有一定的多种害虫具有一定的防治效果，作用谱广，尤其对蚜螨类害虫效果突出。防治效果，作用谱广，尤其对蚜螨类害虫效果突出。鱼藤酮的作用方式鱼藤酮的作用方式:触杀、胃毒作用、拒食、生触杀、胃毒作用、拒食、生长发育抑制作用；长发育抑制作用；抑制某些病菌孢子的萌发和生长，或阻止病菌侵抑制某些病菌孢子的萌发和生长，或阻止病
11、菌侵入植株入植株 作用机理：作用机理：早期的研究表明鱼藤酮的作用机制主要是影响昆早期的研究表明鱼藤酮的作用机制主要是影响昆虫的呼吸作用，主要是与虫的呼吸作用，主要是与NADHNADH脱氢酶与辅酶脱氢酶与辅酶Q Q之间的之间的某一成分发生作用。鱼藤酮使害虫细胞的电子传递链某一成分发生作用。鱼藤酮使害虫细胞的电子传递链受到抑制，从而降低生物体内的受到抑制，从而降低生物体内的ATPATP水平，最终使害水平，最终使害虫得不到能量供应，然后行动迟滞、麻痹而缓慢死亡。虫得不到能量供应，然后行动迟滞、麻痹而缓慢死亡。2.1.1 2.1.1 鱼藤酮鱼藤酮2.1.1 2.1.1 鱼藤酮鱼藤酮 最最新新研研究究证
12、证明明：作作为为与与吡吡啶啶核核苷苷酸酸（NADNAD）相相联联系系的的氧氧化化酶酶（L-L-谷谷氨氨酸酸氧氧化化酶酶）的的特特异异性性抑抑制制剂剂，切切断断了了呼呼吸吸链链上上NADNAD+与与辅辅酶酶Q Q之之间间的的联联系系。谷谷氨氨酸酸在在脑脑的的功功能能中中极极为为重重要要，并并且且它它是是呼呼吸吸过过程程中中大大脑脑中中唯唯一一氧氧化化的的氨氨基基酸酸。谷谷氨氨酸酸氧氧化化作作用用的的抑抑制制乃乃是是杀杀死死昆昆虫虫的的主主要要原原因因。鱼鱼藤藤酮酮中中毒毒的的试试虫虫表表现现出出活活动动迟迟滞滞，随随后后昏昏迷迷、死死亡亡的的症症状状，类似于神经毒剂，只是没有兴奋期。类似于神经毒
13、剂，只是没有兴奋期。2.1.1 2.1.1 鱼藤酮鱼藤酮 此外鱼藤酮对许多生物细胞线粒体中的反丁烯二此外鱼藤酮对许多生物细胞线粒体中的反丁烯二酸还原酶、甘露醇合成酶等都具有一定的抑制作用。酸还原酶、甘露醇合成酶等都具有一定的抑制作用。鱼藤酮还可干扰菜粉蝶的正常生长发育，蜕皮异鱼藤酮还可干扰菜粉蝶的正常生长发育，蜕皮异常及畸形虫，可能是由于鱼藤酮抑制了呼吸作用而使常及畸形虫，可能是由于鱼藤酮抑制了呼吸作用而使能量降低所致。能量降低所致。鱼藤酮还可抑制细胞中纺锤体微管的组装，并在体鱼藤酮还可抑制细胞中纺锤体微管的组装，并在体外证明抑制微管的形成，推测鱼藤酮是以一种可逆的方外证明抑制微管的形成，推测
14、鱼藤酮是以一种可逆的方式联接在微管蛋白上而抑制了微管的形成。从遗传学的式联接在微管蛋白上而抑制了微管的形成。从遗传学的角度来看，纺锤体形成受到抑制必然影响细胞的正常分角度来看，纺锤体形成受到抑制必然影响细胞的正常分裂，从而可推论鱼藤酮可能通过这一途径影响虫体的生裂，从而可推论鱼藤酮可能通过这一途径影响虫体的生长。此外，鱼藤酮处理菜粉蝶幼虫会使虫体体壁蛋白质长。此外，鱼藤酮处理菜粉蝶幼虫会使虫体体壁蛋白质组成发生改变，使总蛋白的量降低，体壁蛋白的变化必组成发生改变，使总蛋白的量降低，体壁蛋白的变化必定影响体壁结构。定影响体壁结构。2.1.1 2.1.1 鱼藤酮鱼藤酮 许多化合物，包括抗生素及麻醉
15、剂许多化合物，包括抗生素及麻醉剂 放线菌素放线菌素A A 某些昆虫的毒素某些昆虫的毒素2.2 2.2 琥珀酸氧化作用抑制剂琥珀酸氧化作用抑制剂 在杀虫药剂中较少。滴滴涕在高浓度时有作用。在杀虫药剂中较少。滴滴涕在高浓度时有作用。放线菌素放线菌素A A也是该酶的抑制剂。也是该酶的抑制剂。2.3 2.3 在在CytbCytb及及CytCCytCl l之间起作用的抑制剂之间起作用的抑制剂2.4 细胞色素细胞色素C氧化酶的抑制剂氧化酶的抑制剂 细细胞胞色色素素C C氧氧化化酶酶为为一一外外周周蛋蛋白白，位位于于线线粒粒体体内内膜膜的的外外侧侧，其其辅辅基基是是血血红红素素，血血红红素素通通过过共共价价
16、键键与与酶酶蛋蛋白白相相联联。细细胞胞色色素素C C氧氧化化酶酶是是末末端端氧氧化化酶酶，它它的的抑抑制制使使呼呼吸吸链链在在末末端端阻阻断断，结结果果使使所所有有在在呼呼吸吸链链中中的的化化合合物物都都处处于于还还原原态态。多多数数抑抑制制剂剂是是与与细细胞胞色色素素C C氧氧化化酶酶的的血血红素部分发生化学结合而产生抑制作用。红素部分发生化学结合而产生抑制作用。HCNHCN等熏蒸毒气和有机硫氰等熏蒸毒气和有机硫氰酸酯类化合物的作用实际酸酯类化合物的作用实际上是释放出上是释放出HCNHCN，CN-CN-与血与血红素侧链上的甲酰基起反红素侧链上的甲酰基起反应，而抑制了分子氧与血应，而抑制了分子
17、氧与血红素的结合，导致死亡。红素的结合，导致死亡。Structure of cyt c&cyt c12.4 细胞色素细胞色素C氧化酶的抑制剂氧化酶的抑制剂 但但Boveris等认为氢氰酸抑制昆虫呼吸传递链中的细等认为氢氰酸抑制昆虫呼吸传递链中的细胞色素氧化酶后，能阻断电子由胞色素氧化酶后，能阻断电子由NADH脱氢酶向氧的传脱氢酶向氧的传递，使氧气不能被还原，导致线粒体产生递，使氧气不能被还原，导致线粒体产生0-，0-可被可被SOD(超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶)歧化成过氧化氢，从线粒体释放歧化成过氧化氢，从线粒体释放出来。当过氧化氢积累到一定程度时就会对昆虫产生细出来。当过氧化氢积累到一定程度
18、时就会对昆虫产生细胞毒性而引起昆虫的死亡。胞毒性而引起昆虫的死亡。2.4 细胞色素细胞色素C氧化酶的抑制剂氧化酶的抑制剂 磷化氢：磷化氢：磷化氢在有氧的条件下，先形成一个氧化物，然磷化氢在有氧的条件下，先形成一个氧化物，然后再和细胞色素后再和细胞色素C C氧化酶的氧化中心起作用。磷化氢对氧化酶的氧化中心起作用。磷化氢对细胞色素氧化酶的抑制作用一直被认为是磷化氢对昆细胞色素氧化酶的抑制作用一直被认为是磷化氢对昆虫致死的主要原因。虫致死的主要原因。但进一步的研究表明磷化氢在体外对细胞色素氧化但进一步的研究表明磷化氢在体外对细胞色素氧化酶活力有明显抑制作用，而体内几乎没有任何抑制作用。酶活力有明显抑
19、制作用，而体内几乎没有任何抑制作用。所以磷化氢的作用机制之一是由于磷化氢抑制昆虫线粒所以磷化氢的作用机制之一是由于磷化氢抑制昆虫线粒体的呼吸过程使氧气不能被还原，产生了体的呼吸过程使氧气不能被还原，产生了0 0-，0 0-又被又被SODSOD歧化为过氧化氢，过氧化氢就在昆虫体内积累，达到一歧化为过氧化氢，过氧化氢就在昆虫体内积累，达到一定程度时便对昆虫产生细胞毒性而引起细胞死亡。定程度时便对昆虫产生细胞毒性而引起细胞死亡。磷化氢：磷化氢：电电子子传传递递 抑抑制制剂剂NADHFMNCoQFe-SCyt c1O2Cyt bCyt cCyt aa3Fe-SFMNFe-S琥珀酸琥珀酸复合物复合物 I
20、I复合物复合物 IV复合物复合物 I复合物复合物 III鱼藤酮鱼藤酮安密妥安密妥抗霉素抗霉素A氰化物氰化物CO安密妥安密妥 3 氧化磷酸化作用的抑制剂（解偶联剂）氧化磷酸化作用的抑制剂（解偶联剂）氧化磷酸化是与呼吸链相偶联的，任何作用于呼氧化磷酸化是与呼吸链相偶联的，任何作用于呼吸链的毒剂均会影响到氧化磷酸化作用。二硝基酚类吸链的毒剂均会影响到氧化磷酸化作用。二硝基酚类和溴虫腈可以携带和溴虫腈可以携带H H往返于线粒体膜两侧而消除往返于线粒体膜两侧而消除H H弄浓弄浓度差故其作用机理就是解除氧化磷酸化的耦联过程。度差故其作用机理就是解除氧化磷酸化的耦联过程。氧化磷酸化的偶联机理化学渗透假说化学
21、渗透假说(chemiosmoticchemiosmotic hypothesis hypothesis)19611961年由年由年由年由Peter MitchellPeter Mitchell提出。提出。提出。提出。电电电电子子子子经经经经呼呼呼呼吸吸吸吸链链链链传传传传递递递递时时时时，可可可可将将将将质质质质子子子子（HH+）从从从从线线线线粒粒粒粒体体体体内内内内膜膜膜膜的的的的基基基基质质质质侧侧侧侧泵泵泵泵到到到到内内内内膜膜膜膜胞胞胞胞浆浆浆浆侧侧侧侧，产产产产生生生生膜膜膜膜内内内内外外外外质质质质子子子子电电电电化化化化学学学学梯梯梯梯度度度度储储储储存存存存能能能能量量量量。
22、当当当当质质质质子子子子顺顺顺顺浓浓浓浓度度度度梯梯梯梯度度度度回回回回流流流流时时时时驱驱驱驱动动动动ADPADP与与与与PiPi生成生成生成生成ATPATP。F0 F1 Cyt c Q NADH+H+NAD+延胡索酸延胡索酸 琥珀酸琥珀酸 H+1/2O2+2H+H2O ADP+Pi ATP H+H+H+胞液侧胞液侧 基质侧基质侧+-化学渗透假说详细示意图化学渗透假说详细示意图解偶联蛋白作用机制（棕色脂肪组织线粒体）解偶联蛋白作用机制（棕色脂肪组织线粒体）F F0 0 F F1 1 Cyt cQ胞液侧胞液侧 基质侧基质侧 解偶联解偶联 蛋白蛋白热能热能 H H+H H+ADP+Pi ATP
23、3.1 二硝基苯酚类二硝基苯酚类 二硝基苯酚类的多种杀螨剂（敌螨普、二硝基苯酚类的多种杀螨剂（敌螨普、敌螨死、地乐消）均为氧化磷酸化的解敌螨死、地乐消）均为氧化磷酸化的解偶联剂。其作用机理为：使呼吸链和氧偶联剂。其作用机理为：使呼吸链和氧化磷酸化不能偶联起来，电子可以传递，化磷酸化不能偶联起来，电子可以传递，但不能生产但不能生产ATP。五氯苯酚也属于这一五氯苯酚也属于这一类。有些带硝基苯的有机磷类杀虫剂、类。有些带硝基苯的有机磷类杀虫剂、滴滴涕及杀虫脒等在高浓度时也有一定滴滴涕及杀虫脒等在高浓度时也有一定作用。作用。2,4-二硝基苯酚的解偶联作用二硝基苯酚的解偶联作用NO2NO2O-NO2NO
24、2OHNO2NO2O-NO2NO2OHH+H+线线粒粒体体内内膜膜内内外外3.2 3.2 吡咯类化合物吡咯类化合物 链霉菌属真菌链霉菌属真菌StreptomycesStreptomyces fumanusfumanus 双氧吡咯霉素（双氧吡咯霉素（dioxapyrrolomycindioxapyrrolomycin）溴虫腈溴虫腈（chlorfenapyr,CL303,630chlorfenapyr,CL303,630）低毒、高效、广谱，具有胃毒和一定的触杀作用及低毒、高效、广谱，具有胃毒和一定的触杀作用及内吸活性，且在作物上有中等持效。对钻蛀、刺吸和咀内吸活性，且在作物上有中等持效。对钻蛀、刺
25、吸和咀嚼式害虫以及螨类的防效优异，具有新的作用方式，且嚼式害虫以及螨类的防效优异，具有新的作用方式，且与其它杀虫剂无交互抗性，对抗性害虫防效卓越，对作与其它杀虫剂无交互抗性，对抗性害虫防效卓越，对作物安全，是一个极具特色的高效杀虫杀螨剂新品种。溴物安全，是一个极具特色的高效杀虫杀螨剂新品种。溴虫腈属中毒农药。虫腈属中毒农药。作用机理：作用机理：溴虫腈是一个呼吸作用抑制剂，为氧化磷溴虫腈是一个呼吸作用抑制剂，为氧化磷酸化解偶联剂，主要作用于昆虫细胞线粒体膜而阻断酸化解偶联剂，主要作用于昆虫细胞线粒体膜而阻断质子穿过线粒体膜，使线粒体产生质子穿过线粒体膜，使线粒体产生ATPATP的能力减弱，的能力
26、减弱，导致细胞受损，最终死亡。导致细胞受损，最终死亡。进一步研究表明，溴虫腈进一步研究表明，溴虫腈实际上是在昆虫体内被微粒体氧化酶和谷胱甘肽转移实际上是在昆虫体内被微粒体氧化酶和谷胱甘肽转移酶氧化代谢为毒力更高的酶氧化代谢为毒力更高的化合物化合物而起作用的。而起作用的。3.2 3.2 吡咯类化合物吡咯类化合物 化合物前体亲脂性强，但跨膜运输时酸性不够，化合物前体亲脂性强，但跨膜运输时酸性不够，因此在昆虫体内代谢成酸性较强的产物。因此在昆虫体内代谢成酸性较强的产物。溴虫腈的解偶联作用溴虫腈的解偶联作用H+线线粒粒体体内内膜膜内内外外 氧化磷酸化抑制剂（氧化磷酸化抑制剂（oxidative pho
27、sphory-lation inhibitor）主要是指直接作用于线粒体）主要是指直接作用于线粒体F F0 0F Fl lATPATP合酶合酶复合体中的复合体中的FlFl组分而抑制组分而抑制ATPATP合成的一类化合物。寡霉合成的一类化合物。寡霉素（素（oligomycinoligomycin）是这类抑制剂的一个重要例子，它）是这类抑制剂的一个重要例子，它与与F F0 0的一个亚基结合而抑制的一个亚基结合而抑制FlFl；另一个例子是；另一个例子是双环己基双环己基碳二亚胺碳二亚胺（dicyclohexylcarbodiimide，DCC），它阻），它阻断断F F0 0的质子通道。的质子通道。4
28、能量转移系统（磷酸化作用）抑制剂能量转移系统（磷酸化作用）抑制剂l头部含头部含5 5种不同的亚基种不同的亚基（3 3、3 3、1 1、1 1 、1 1 ）lOSCPOSCP是能量转换通道是能量转换通道lF F0 0与线粒体电子传递系与线粒体电子传递系统连接（质子通道）统连接（质子通道）1979年Boyer.P提出构象耦连假说 事实上将事实上将事实上将事实上将HH+渗透学说与构想耦联假说综合起来可完整地渗透学说与构想耦联假说综合起来可完整地渗透学说与构想耦联假说综合起来可完整地渗透学说与构想耦联假说综合起来可完整地理解氧化磷酸化原理。理解氧化磷酸化原理。理解氧化磷酸化原理。理解氧化磷酸化原理。1
29、.ATP1.ATP酶利用质子动力势发生构象改变，改变与底物的亲和酶利用质子动力势发生构象改变，改变与底物的亲和酶利用质子动力势发生构象改变，改变与底物的亲和酶利用质子动力势发生构象改变，改变与底物的亲和力，催化力，催化力，催化力，催化ADPADP与与与与PiPi形成形成形成形成ATPATP；2.F12.F1具有三个催化位点。在特定时间其催化位点构象不同具有三个催化位点。在特定时间其催化位点构象不同具有三个催化位点。在特定时间其催化位点构象不同具有三个催化位点。在特定时间其催化位点构象不同（L L、T T、OO），与核苷酸的亲和力不同；），与核苷酸的亲和力不同；），与核苷酸的亲和力不同；），与核
30、苷酸的亲和力不同；3.3.质子通过质子通过质子通过质子通过F0F0时，引起时，引起时，引起时，引起C C亚基构成的环旋转，带动亚基构成的环旋转，带动亚基构成的环旋转，带动亚基构成的环旋转，带动亚基旋亚基旋亚基旋亚基旋转。因其不对称性故引起转。因其不对称性故引起转。因其不对称性故引起转。因其不对称性故引起三个亚基三个亚基三个亚基三个亚基3 3 3 3个催化位点构象的个催化位点构象的个催化位点构象的个催化位点构象的周期性改变周期性改变周期性改变周期性改变（L L、T T、OO），不断将），不断将），不断将），不断将ADPADP和和和和PiPi加合在一起加合在一起加合在一起加合在一起形成形成形成形成
31、ATPATP。ATPaseATPase的旋转催化模型：的旋转催化模型：的旋转催化模型：的旋转催化模型：质子跨膜运动推动质子跨膜运动推动FoFo的的a a亚基绕亚基绕C12C12的转动的转动1994年发现F1的晶体结构结合变化机制结合变化机制（binding-change mechanism）O：开放形式，对底物亲和力极低：开放形式，对底物亲和力极低L：与底物结合松弛，无催化能力：与底物结合松弛，无催化能力T：与底物结合紧密，有催化活性：与底物结合紧密，有催化活性ATP4-F0 F1 胞液侧胞液侧 基质侧基质侧 腺苷酸腺苷酸转运蛋白转运蛋白磷酸磷酸转运蛋白转运蛋白 ADP3-H2PO4-ATP4-3H+3H+H+H+H2PO4-H2PO4-ADP3-ADP3-每分子分子ATP在线粒体中生成并转运到胞浆需在线粒体中生成并转运到胞浆需4个个H回流进入线粒体基质中。回流进入线粒体基质中。寡霉素寡霉素(oligomycin)可阻止质子从可阻止质子从可阻止质子从可阻止质子从F F0 0质子通道回流，抑制质子通道回流，抑制质子通道回流，抑制质子通道回流，抑制ATPATP生成生成生成生成ATP合酶结构模式图合酶结构模式图