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时间:2019-06-22
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1、生物氧化1第一节生物氧化一概念生物氧化(biologicaloxidation):糖、脂类、蛋白质等有机物在细胞内经过一系列氧化分解最终彻底氧化成CO2和H2O并释放能量的过程。又形象称为细胞呼吸或细胞氧化或组织呼吸(氧化产能伴有ATP的生成,氧的消耗和CO2的释放)。2二场所真核生物:主要在线粒体原核生物:细胞质膜3三线粒体内的氧化过程糖原脂肪蛋白质Ⅰ↓↓↓葡萄糖脂肪酸+甘油氨基酸Ⅱ乙酰辅酶AⅢ2H呼吸链H2OCO2ADP+PiATP三羧酸循环4四特点反应条件:恒温(体温,37℃),近中性PH,有水环
2、境,细胞内酶催化(包括辅酶),有中间产物生成,氢需经过传递(传递体)才能与O2结合形成H2O能量逐步释放,主要以生成ATP方式储存能量,为生物体利用需要O2,最终产物CO2由有机物氧化的中间产物经脱羧反应(分为直接脱羧基、氧化脱羧基,分别可以α-、β-脱羧)而生成。5五与体外燃烧的比较结果相同:消耗氧气生成二氧化碳和水,同时释放能量生成方式不同:H2O形成方式,CO2形成方式,能量释放方式,反应条件67第二节线粒体氧化体系一.呼吸链(respiratorychain):呼吸链是由一系列的递氢体和递电子体
3、按一定的顺序排列所组成的连续反应体系,代谢物分子上的氢由脱氢酶激活脱下,经过一系列传递体的有序传递,将电子传递到细胞色素体系,最后传递到氧激活氧,活化的氢和活化的氧结合生成H2O,传递过程中有ATP生成,这个过程构成的传递链叫呼吸链或电子传递链,起传递氢或电子作用的酶或辅酶称为电子传递体。8呼吸链发生的部位:线粒体内膜(真核生物)9线粒体的结构10二.呼吸链的组成成分和作用尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)又称辅酶I(CoI),或尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+),又称辅酶Ⅱ(CoⅡ)。NAD+为
4、体内很多脱氢酶的辅酶,是连接作用物与呼吸链的重要环节,分子中除含尼克酰胺(维生素PP)外,还含有核糖、磷酸及一分子腺苷酸(AMP),其结构如下:1112NAD+腺苷酸部分中核糖的2′位碳上羟基的氢被磷酸基取代而成NADP+,结构如下:13作用分子结构特点:在生理pH条件下,尼克酰胺中的氮(吡啶氮)为五价的氮,它能可逆地接受电子而成为三价氮,与氮对位的4位碳也较活泼,能可逆地加氢还原,故可将NAD+视为递氢体。反应时,NAD+的尼克酰胺部分可接受一个氢原子及一个电子.作用:脱氢(激活氢)递氢(可逆作用,传
5、递给黄素蛋白)142.黄素蛋白(flavoproteins)黄素蛋白是一种脱氢酶,种类很多,其辅基有两种,一种为黄素单核苷酸(FMN),另一种为黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD),两者均含核黄素(维生素B2),此外FMN尚含一分子磷酸,而FAD则比FMN多含一分子腺苷酸(AMP),其结构如下:1516作用分子特点:在FAD、FMN分子中的异咯嗪部分1和10位的氮可以进行可逆的脱氢加氢反应,接受一对氢原子而变成还原型FMNH2或FADH2。作用:FMN——递氢FAD——脱氢,递氢173.铁硫蛋白(iron-s
6、ulfurproteins,Fe-S)常见的铁硫蛋白有三种组合方式1819作用的分子结构特点:含铁原子,铁为非血红素铁,铁与无机硫原子或蛋白质肽链上半胱氨酸残基的硫相结合,铁能可逆地进行氧化还原反应,每次只能传递一个电子,为单电子传递体。作用:递电子Fe2+Fe3++e204.泛醌(ubiquinone,UQ或Q)21作用分子结构特点:泛醌接受一个电子和一个质子还原成半醌QH,再接受一个电子和质子则还原成二氢泛醌QH2,后者又可脱去电子和质子而被氧化恢复为泛醌。作用:递氢,递电子225.细胞色素体系(
7、cytochromes,Cyt)根据吸收光谱的不同可分为三类,即细胞色素a,b,c(Cyta,Cytb,Cytc)。线粒体的电子传递至少含有五种不同的细胞色素:称为细胞色素b、c、c1、a、a3。细胞色素b、c、c1辅基为血红素。细胞色素a、a3不易分开,统称为细胞色素aa3,其辅基为修饰过的血红素,称为血红素A,唯一可将电子直接传递给氧的细胞色素,因此又称为细胞色素氧化酶。2324作用分子结构特点:铁卟啉辅基所含Fe2+可有Fe2+Fe3++e的互变,进行可逆的氧化还原反应,为单电子传递体。作用:递电
8、子25在呼吸链中不同的电子传递体都和蛋白质结合存在。NAD是许多脱氢酶的辅酶。FMN是NADH脱氢酶的辅酶。辅酶Q本身不是蛋白质,但是与一种以上的蛋白质相结合而起作用。与呼吸链中递电子体相结合的蛋白质都是水不溶性的,真核细胞中这些蛋白质镶嵌在线粒体的内膜上。26三.呼吸链传递体的排列顺序确定排列顺序的方法(实验测定):根据各种组分的标准氧化还原电位来确定。测定特定吸收光谱。使用特异的抑制剂。酶复合体。2728复合体酶名称多肽链数辅基复合体Ⅰ
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