代谢总论与生物氧化

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1、第五章新陈代谢总论与生物氧化第一节新陈代谢总论第二节生物氧化高能化合物与ATP的作用高能化合物磷酸化合物非磷酸化合物磷氧型磷氮型硫酯键化合物甲硫键化合物烯醇磷酸化合物酰基磷酸化合物焦磷酸化合物一般将水解时能够释放21kJ/mol（5kCal/mol)以上自由能（G′<-21kJ/mol）的化合物称为高能化合物。（1）烯醇式磷酸化合物(例)磷氧型高能磷酸化合物：-61.9kJ/mol(2)酰基磷酸化合物（例）-42.3kJ/mol（3）焦磷酸化合物（例）ATP（三磷酸腺苷）-30.5kJ/mol焦磷酸-28.84

2、kJ/mol磷氮型高能磷酸化合物：-43.1kJ/mol(1)硫酯键型高能化合物（例）非磷酸高能化合物：乙酰辅酶A–31.4kJ/mol(2)甲硫型高能化合物（例）–41.8kJ/molONNNNNH2-HH-OHHO-O-P~O-OOO-P~O-P-O-CH2-O-OOHATP的特殊作用作用：是能量的携带者或传递者，而非贮存者，是能量货币ATP是生物细胞内能量代谢的偶联剂ATP＋H2O→ADP＋Pi其ΔG0′=-30.51kJ／mo1；当ADP＋Pi→ATP时，也需吸收30.51kJ／mol的自由能磷酸肌酸

3、（脊椎动物）和磷酸精氨酸（无脊椎动物）是能量的贮存形式肌酸磷酸激酶第二节生物氧化——有机物质在细胞内的氧化作用。又称组织呼吸或细胞呼吸。★在整个生物氧化过程中，有机物质最终被氧化成CO2和H2O，并释放出能量形成ATP。一、生物氧化的特点（一）氧化还原的本质——电子转移电子转移的主要形式：1.直接的电子转移Fe2++Cu2+↔Fe3++Cu+(1)直接脱羧(2)氧化脱羧：在脱羧过程中伴随着氧化（脱氢）CH3CCOOHOCH3CHO+CO2丙酮酸脱羧酶（α-脱羧）丙酮酸HOOCCH2CCOOH丙酮酸羧化酶CH3CCO

4、OH+CO2OO（β-脱羧）草酰乙酸生物体内CO2的生成来源于有机物转变为含羧基化合物的脱羧作用。二、生物氧化中CO2的生成三、生物氧化中H2O的生成生物氧化作用主要是通过脱氢反应来实现的。代谢物脱下的氢经生物氧化作用和吸入的氧结合生成水。在生物氧化中，碳的氧化和氢的氧化是非同步进行的。生物体主要以脱氢酶、传递体及氧化酶组成生物氧化体系，以促进水的生成。HOOCCH2CHOHCOOHNADP+NADPH+H+O苹果酸CH3CCOOH+CO2氧化型2H+MH2M氧化型还原型(2H)递氢体NAD+,NADP+,FMN,

5、FAD,COQ还原型递电子体Cytb,c1,c,aa32e½O2O2-H2O脱氢酶氧化酶1、概念代谢物上的氢原子被脱氢酶激活脱落后，经一系列传递体，最后（将质子和电子）传递给氧而生成水的全部体系，称呼吸链(respiratorychain)。此体系也称电子传递体系或电子传递链(electrontransferchain)。由于参与这一系列催化作用的酶和辅酶及中间传递体在膜（原核细胞膜、真核线粒体内膜）上一个接一个地构成了链状反应，故常将这种形式的氧化过程称为呼吸链。（一）呼吸链2、呼吸链种类根据代谢物上脱下的氢的初

6、始受体不同，在具有线粒体的生物中，典型的呼吸链有2种：NADH呼吸链：绝大部分分解代谢的脱氢氧化反应通过此呼吸链完成FADH2呼吸链：只能催化某些代谢物脱氢，不能使NADH或NADPH脱氢在电子传递过程中释放出大量的自由能，使ADP磷酸化生成ATP，这是生物合成ATP的基本途径之一。实际上，生物体中能量获得的本质正是氢的氧化。3.呼吸链中传递体的顺序MH2NADH-0.32FMN-0.30CoQ+0.10b+0.07c1+0.22c+0.25aa3+0.29O2+0.816FAD-0.18鱼藤酮安密妥抑制剂：抗霉素

7、A氰化物，CO,叠氮化合物a.测定各电子传递体氧化还原电位的数值－－按氧化还原电位由低到高顺序排列；b.利用电子传递抑制剂确定其顺序；（1）确定呼吸链中各传递体顺序的方法依据：电子传递抑制剂:能够阻断呼吸链中某一部位电子传递的物质。各组分Eº′：低高电子迁移方向：低电位高电位∆Gº′：逐步降低放能NADHFMNQCytbCytc1Cytcaa3(Fe-S)(Fe-S)O2FADH2(Fe-S)电子传递链各组份的排列顺序II（琥珀酸-Q还原酶）INADHQ还原酶IIIQ-细胞色素c还原酶IV细胞色素c氧化酶d.根据

8、从线粒体中分离到的传递体复合物(4种)。c.通过电子传递体体外重组实验加以验证；膜间隙琥珀酸延胡索酸基质化学势差内碱电势差内负质子驱动力推动ATP合成内膜外膜1）NADH泛醌还原酶简写为NADHQ还原酶,即复合物I，其作用是催化NADH的氧化脱氢以及Q的还原。所以它既是一种脱氢酶，也是一种还原酶。NADH+Q+H+NAD++QH2NADH所携带的高能电子