生物能学与代谢

氧化还原反应与电子载体(NAD+/FAD)

/ REE-dox; N-A-D plus / F-A-D /

想象把一块烧红的炭从一只手传到另一只手。谁拿着它,谁就带着一点能量,而传递这块炭,就改变了热量在谁手里。在细胞里,这些“红炭”是电子,随它们一起移动的还有大量能量。把电子从一个分子传给另一个分子的反应,叫氧化还原反应,细胞正是靠它来搬运能量。

Redox是还原(reduction)和氧化(oxidation)的合称,二者总是成对发生。失去电子的分子被氧化;得到电子的分子被还原。富含能量的电子倾向于从抓得松的分子流向抓得紧的分子,一路上释放能量。由于电子不能凭空乱飘,细胞便使用专门的电子载体,在一处把它们接住、再到另一处放下。两种主要载体是NAD+和FAD:当NAD+抓住两个电子(连同一个质子)时变成NADH,当FAD抓住它们时变成FADH2。装载后的形式NADH和FADH2,就像充满电的电池,把能量带到后面去兑现。

这种电子穿梭是细胞从食物中提取能量的主干。分解代谢把电子从燃料分子上剥下来,装到NAD+和FAD上;随后,电子传递链把这些装载好的载体兑现,用来制造ATP。一个常见的困惑是那个加号和质子的记账:只要记住NAD+是空载体,NADH是装满的载体,随时准备交付它那些富能的电子。

在分解葡萄糖时,从糖上剥下的电子被装到NAD+上,形成NADH,随后它把这些电子送到电子传递链,被转化为ATP。

NAD+和FAD把电子接住(变为NADH和FADH2),再把它们的能量带到制造ATP的地方。

一个好用的口诀:失电子为氧化,得电子为还原(OIL RIG)。NAD+是空载体;NADH是装满的载体。

又称
oxidation-reductionelectron shuttles氧化还原氧化還原