化学渗透查看源代码讨论查看历史
化学渗透是中国的一个科技名词。
汉字是世界上比较古老的四大文字之一[1],也是我们国家优秀文明历史的象征,一直沿用至今,一个简单的文字也道出了我国人们的聪明才智[2],哺育了世世代代的中华儿女,成就了中华民族一代又一代的辉煌。
名词解释
化学渗透(或称化学渗透偶联)是离子经过半透膜扩散的现象,跟渗透差不多。它们由较多离子的区域渗入较少离子区域,直到内外浓度平衡为止。化学渗透通常是发生在细胞的光合作用或呼吸作用中的ATP合酶(三磷酸腺苷合酶)里,利用该特性来制造ATP(三磷酸腺苷)。
过程
①电子传递从NADH开始,复合物Ⅰ将还原型的NADH氧化,释放出的两个电子和一个H+质子被NADH脱氢酶上的黄素单核苷酸(FMN)接受,同时从基质中摄取一个H+ 将FMN还原成FMNH2,NADH被氧化成NAD+重新进入TCA循环;
②FMNH2 将一对H+质子传递到膜间隙,同时将一对电子经铁硫蛋白(FeS)传递给Q池中的两个辅酶Q;
③两个辅酶Q得到电子后从基质中摄取两个H+被还原成两个半醌(QH);
④醌在内膜中通过扩散进行穿膜循环(醌循环),两个半醌各从细胞色素b获得一个电子,并从基质中再摄取两个H+ 质子,形成两个全醌(QH2);
⑤当全醌扩散到内膜外侧时,便把两个电子传递给细胞色素c1,并向膜间隙释放一对H+ 质子,本身又被氧化成半醌;
⑥当半醌扩散到接近细胞色素b时,将携带的另两个电子传递给细胞色素b,并又向膜间隙释放一对H+,细胞色素b的一对电子又回到醌循环;
⑦细胞色素c1将接受的两个电子经细胞色素c和细胞色素氧化酶aa3传递给氧,将氧还原成H2O;
⑧一对电子经呼吸链传递到氧时,共将基质中3对H+ 泵到膜间隙,从而使膜间隙的H+ 浓度高于基质, 因而在内膜的两侧形成了电化学梯度。这种电化学梯度可驱动H+ 通过ATP合酶复合物进入基质, 每通过2个H+ 可产生1个ATP。
演化意义
驱动ATP合成的化学渗透偶联机制对早期生命至关重要,这也是地球生命光养起源学说的基础 [1] 。利用跨膜H+梯度,将ADP和Pi成功地合成ATP,这可能是地球生命史上的一个重要事件。ADP和ATP应该是地球早期存在的生命构件,而ATP合成酶(ATPase)是后来演化的产物。形象地说,ATP-ADP就似一个微电池,ATP放电变成ADP,而ATPase似一个充电器,其电能则来自跨膜的H+梯度。大量的H+恰好是太阳光能裂解水的产物,同时,裂解水产生的电子也需要进行跨膜传递,这是借助一系列电子载体来实现的。
参考文献
- ↑ 世界上最古老的四大文字系统~,搜狐,2017-03-27
- ↑ 中国汉字文化,道出人生哲理,搜狐,2016-05-06