第五章 生物氧化.ppt

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1、第五章生物氧化生物氧化的定义营养物质在生物体内氧化分解产生CO2和H20并释放出能量的过程称为生物氧化。又称细胞/组织呼吸第一节概述一、生物氧化的方式与特点（一）生物氧化的方式1、失电子2、脱氢(最主要)3、加氧Fe2+Fe3++eCOOHC=O+2HCH3（2H++2e）COOHHO－CHCH3Cu+O2CuO12（二）、生物氧化的特点生物氧化与体外燃烧的比较反应条件温和剧烈(体温、pH近中性)(高温、高压)反应过程逐步进行的酶促反应一步完成能量释放逐步进行瞬间释放（化学能、热能）（热能）CO2生成方式有机酸脱羧碳和氧结合H2O需要不需要速率受体内多种因素调节

2、生物氧化体外燃烧二、CO２生成的方式基本方式：有机酸脱羧分类α-脱羧β-脱羧单纯脱羧氧化脱羧1.α-单纯脱羧COOHC=OCH2COOHαβ（一）单纯脱羧2.β-单纯脱羧COOHC=O+CO2CH3O‖CH3CCOOHO‖CH3CH+CO2（二）氧化脱羧1.α-氧化脱羧2.β-氧化脱羧O‖CH3－C－COOH+CoASH+NAD+O‖CH3－C～SCoA+NADH+H++CO2COOHC=O+CO2+NADH+H+CH3COOHCHOH+NAD+CH2COOHβα三、生物氧化有关的酶类（一）氧化酶类组成：结合酶酶蛋白辅基：含Fe、Cu举例：细胞色素氧化酶、酚氧化酶

3、等特点：催化底物脱氢后，以O2为直接受氢体，生成H2O。RH22Fe3+/2Cu2+O2－H2OR2Fe2+/2Cu+O22H++2e-2e+2e122e(二)脱氢酶类1.需氧脱氢酶特点：催化底物脱氢后，以O2为直接受氢体，生成H2O2。组成：结合酶酶蛋白辅基：FMN、FADRH2FMN/FADH2O2RFMNH2/FADH2O22H2H2.不需氧脱氢酶（最重要）特点：催化底物脱氢后，不能以O2为直接受氢体组成：结合酶酶蛋白辅助因子辅酶：NAD+、NADP+辅基：FMN、FADRH2NAD+(NADP+)XH2O2RNADH+H+XH2O(NADPH+H+)2H2

4、H2H12RH2FMN/FADXH2O2RFMNH2/FADH2XH2O2H2H2H12第二节生物氧化过程中水的生成呼吸链的定义分布于线粒体内膜，由递氢体和递电子体按一定顺序排列构成的连锁体系，与细胞利用氧的呼吸过程有关，通常称为呼吸链，又称电子传递链。一、呼吸链的组分及其作用（一）以NAD+、NADP+为辅酶的脱氢酶类尼克酰胺核苷酸类递氢体NAD+、NADP+（二）黄素蛋白类递氢体FMN、FAD（三）铁硫蛋白单电子传递体（四）泛醌（辅酶Q）递氢体（五）细胞色素体系单电子传递体NAD+和NADP+的结构NAD+：R=HNADP+：R=PO32-(一)尼克酰胺核苷酸

5、类尼克酰胺核苷酸的作用原理+H+e+H++H+2HHHeH+HNAD(P)+NAD(P)H+H++2H-2H黄素单核苷酸的结构（二）黄素蛋白类黄素腺嘌呤二核苷酸的结构黄素核苷酸的作用原理核黄素(黄色)FAD/FMNFADH2/FMNH2+2H-2H+2H-2H还原型核黄素(无色)蛋白质（a）2Fe-2S（b）4Fe-4S（三）铁硫蛋白铁硫蛋白的结构Fe2+Fe3+-e+e铁硫蛋白的作用原理FMN（Fe-S）FAD(Fe-S)b辅酶Q的结构及作用原理OCH3CH3H3COH3COO（CH2CH=CCH2）nHOOH3COH3COCH3RH3COH3COOHOHCH3

6、R+2H-2H（四）泛醌（五）细胞色素体系（Cyt）1.Cyt的本质细胞色素=酶蛋白+血红素2.Cyt的分类30多种a组：a、a1、a2、a3…b组：b、b1～7、P450…c组：c、c1、c2、c3…线粒体（a、a3、b、c、c1）微粒体（b5、P450）3.Cyt的存在部位Cytaa3（细胞色素氧化酶）：呼吸链中唯一直接将e传递给O24.Cyt在呼吸链中的作用2Cyt-Fe3++2e2Cyt-Fe2+2Cytaa3-Fe2++1/2O22Cytaa3-Fe3++O2-呼吸链中的Cyt：aa3、b、c、c1(2)组成呼吸链由许多个组分组成，参加呼吸链的氧化还原酶

7、有烟酰胺脱氢酶类、黄素脱氢酶类、铁硫蛋白类、细胞色素类、辅酶Q类等。二、呼吸链中的传递体排列顺序研究方法测各组分氧化还原电位（E0）递增-63.7kJ/mol-59.8kJ/mol-110.0kJ/mol（二）体内重要的两条呼吸链1、NADH氧化呼吸链SH2NAD+FMNH2CoQ2Cyt-Fe2+1/2O2（Fe-S）SNADHFMNCoQH22Cyt-Fe3+O2-（Fe-S）每2H通过此呼吸链可生成3分子ATP。每2H通过此呼吸链可生成2分子ATP。2、琥珀酸氧化呼吸链琥珀酸延胡索酸12FAD（Fe-S）bFADH2（Fe-S）bCoQH2CoQ2Cyt-F

8、e3+2C