機(jī)體的氧化磷酸化主要受細(xì)胞對(duì)能量需求的調(diào)節(jié)
(一)ATP/ADP值對(duì)氧化磷酸化的直接影響 線粒體內(nèi)膜中有腺苷酸轉(zhuǎn)位酶,催化線粒體內(nèi)ATP與線粒體外ADP的交換,ATP分子解離后帶有4個(gè)負(fù)電荷,而ADP分子解離后帶有3個(gè)負(fù)電荷,由于線粒體內(nèi)膜內(nèi)外有跨膜電位(△ψ),內(nèi)膜外側(cè)帶正電,內(nèi)膜內(nèi)側(cè)帶負(fù)電,所以ATP出線粒體的速度比進(jìn)線粒體速度快,而ADP進(jìn)線粒體速度比出線粒體速度快。Pi進(jìn)入線粒體也由磷酸轉(zhuǎn)位酶催化,磷酸轉(zhuǎn)位酶催化OH與Pi交換,磷酸二羧酸轉(zhuǎn)位酶催化Pi2-與二羧酸(如蘋(píng)果酸)交換。
當(dāng)線粒體中有充足的氧和底物供應(yīng)時(shí),氧化磷酸化就會(huì)不斷進(jìn)行,直至ADP+Pi全部合成ATP,此時(shí)呼吸降到最低速度,若加入ADP,耗氧量會(huì)突然增高,這說(shuō)明ADP控制著氧化磷酸化的速度,人們將ADP的這種作用稱(chēng)為呼吸受體控制。
機(jī)體消耗能量增多時(shí),ATP分解生成ADP,ATP出線粒體增多,ADP進(jìn)線粒體增多,線粒體內(nèi)ATP/ADP值降低,使氧化磷酸化速度加快,ADP+Pi接受能量生成ATP。機(jī)體消耗能量少時(shí),線粒體內(nèi)ATP/ADP值增高,線粒體內(nèi)ADP濃度減低就會(huì)使氧化磷酸化速度減慢。
(二)ATP/ADP值的間接影響 ATP/ADP值增高時(shí),使氧化磷酸化速度減慢,結(jié)果NADH氧化速度減慢,NADH濃度增高,從而抑制了丙酮酸脫氫酶系、異檸檬酸脫氫酶、α-酮戊二酸脫氫酶系和檸檬酸合成酶活性,使糖的氧化分解和TCA循環(huán)的速度減慢。
(三)ATP/ADP值對(duì)關(guān)鍵酶的直接影響 ATP/ADP值增高會(huì)抑制體內(nèi)的許多關(guān)鍵酶,如變構(gòu)抑制磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶和異檸檬酸脫氫酶,還能抑制丙酮酸脫羧酶、α-酮戊二酸脫氫酶系,通過(guò)直接反饋?zhàn)饔靡种铺堑姆纸夂蚑CA循環(huán)。
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