19.9: 电子传递链

电子传递链或氧化磷酸化是一个放热过程，其中电子转移反应过程中释放的自由能与 ATP 合成偶联。这个过程是好氧细胞的重要能量来源，因此电子传递链的抑制剂可能对细胞的代谢过程有害。

电子传递链的抑制剂

鱼藤酮是一种广泛使用的杀虫剂，通过阻断 Q 结合位点来阻止电子从 Fe-S 簇转移到复合物 I 中的泛醌或 Q。复合物 I 功能的抑制导致活性氧或 ROS 的产生增加。这种鱼藤酮诱导的 ROS 产生可能对线粒体成分（包括线粒体 DNA）有害，并最终导致细胞死亡。

泛醌的另一种竞争性抑制剂是羧蛋白，这是一种有效的杀菌剂，可干扰复合物 II 上的 Q 结合位点。羧蛋白的结合抑制电子从 FADH₂ 转移到泛醌，从而阻断呼吸链。

已知某些抗生素会抑制呼吸链复合物。例如，抗霉素 A 是一种由链霉菌属产生的抗生素，会干扰复合物 III 的泛醌结合位点，从而阻断 Q 循环。Q 循环的缺失阻止了复合物 III 亚基、细胞色素 b 和细胞色素 c 之间的电子转移，从而抑制了电子传递链。

有时，细胞代谢活动过程中产生的毒素可以作为线粒体功能的抑制剂。例如，一氧化碳是血红素分解代谢的副产品，通过与氧竞争氧结合位点来抑制复合物 IV。这导致电子在复合物 III 处积累并导致超氧自由基的产生。

线粒体 ATP 合酶或复合物 V 被寡霉素抑制，寡霉素是一种结合并抑制其质子通道的抗生素。这种抑制会阻止质子流经 ATP 合酶，从而阻止 ADP 催化转化为 ATP 所需的复合物的旋转运动。

虽然这些毒素是呼吸功能的有效抑制剂，但它们也可以在研究单个复合物和酶动力学研究中充当有价值的试剂。