生物氧化08.ppt

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1、生物氧化－电子传递和氧化磷酸化生物氧化：有机分子在机体氧化分解成二氧化碳和水并释放出能量的过程。特点：在活的细胞中（pH接近中性、体温条件下），有机物的氧化在一系列酶、辅酶和中间传递体参与下进行，其途径迂回曲折，有条不紊。氧化过程中能量逐步释放，其中一部分由一些高能化合物（如ATP）截获，再供给机体所需。在此过程中既不会因氧化过程中能量骤然释放而伤害机体，又能使释放的能量尽可得到有效的利用。第一节电子传递和氧化呼吸链1、概念需氧细胞内糖、脂肪、氨基酸等通过各自的分解途径所形成的还原性辅酶，包括NADH和FADH2通过电子传递途径被重新氧化。即还原型辅酶上的氢原子以

2、质子的形式脱下，其电子沿一系列按一定顺序排列的电子传递体转移，最后转移给分子氧并生成水，这个电子传递体系称为电子传递链,由于消耗氧，故也叫呼吸链。电子传递链在原核生物存在于质膜上，在真核细胞存在于线粒体内膜上。2、呼吸链的组成由一系列氢传递体和电子传递体组成，主要是蛋白复合体，大致分为四个部分：复合体复合体Ⅰ复合体Ⅱ复合体Ⅲ复合体Ⅳ酶名称NADH-Q还原酶琥珀酸-Q还原酶细胞色素还原酶细胞色素氧化酶辅基FMN，Fe-SFAD，Fe-S铁卜啉，Fe-S铁卜啉，CuNADH氧化呼吸链琥珀酸氧化呼吸链电子传递链标准氧化还原自由能变化NADHFMNCoQFe-SCytc

3、1O2CytbCytcCytaa3Fe-SFADFe-S琥珀酸等复合物II复合物IV复合体I复合物IIINADH脱氢酶细胞色素C还原酶细胞色素C氧化酶琥珀酸-辅酶Q还原酶-0.2-0.400.20.40.60.8E0/V40503020100ΔG°′ADP+PiATPADP+PiATPADP+PiATPNADH-Q还原酶是电子传递链中第一个质子泵，它是一个大的蛋白质复合体。NADH-Q还原酶(NADH脱氢酶、复合体Ⅰ)MW：88kDa≧34条多肽链辅基：FMN和铁-硫聚簇（Fe-S）辅酶：辅酶Q以FMN或FAD为辅基的蛋白质统称黄素蛋。FMN通过氧化还原变化可接收

4、NADH+H+的氢以及电子。传递电子和氢NADH+H++FMNFMNH2+NAD+NAD+（NADP+）和NADH（NADPH）相互转变氧化还原反应时变化发生在五价氮和三价氮之间。FMN(黄素蛋白辅基)FMNFMNH2＋2H－2H接受的氢原子接受的氢原子铁硫聚簇（Fe-S中心）铁硫聚簇主要以（Fe-S）、(2Fe-2S)或(4Fe-4S)形式存在，铁硫聚簇与蛋白质结合称为铁硫蛋白。铁硫聚簇通过Fe3+Fe2+变化，将氢从FMNH2上脱下传给CoQ，同时起传递电子的作用，每次传递一个电子.CysSSSCysFe3+Fe3+CysSSSCysCysSSSCysFe3

5、+Fe2+CysSSSCys+e-CoQCoQH2＋2H－2H辅酶Q（泛醌、亦简称Q）功能基团是苯醌,通过醌/酚的互变传递氢，Q(醌型结构)很容易接受2个电子和2个质子，还原成QH2（还原型）；QH2也容易给出2个电子和2个质子，重新氧化成Q。因此，它在线粒体呼吸链中作为电子和质子的传递体。R:哺乳动物中为10个异戊二烯单位，简写为Q10非哺乳动物中为6-8个异戊二烯单位。作用:使辅酶Q成为非极性化合物，在线粒体内膜的脂双层中可以迅速扩散。泛醌（醌型或氧化型）泛醌H·（半醌型）二氢泛醌（氢醌型或还原型）辅酶Q：线粒体内膜，结合游离接受：NADH、琥珀酸脱氢酶，脂酰

6、-CoA脱氢酶以及其它黄素酶类脱下的氢。NAD+NADH＋H＋FMNFMNH22Fe3+2Fe2+2(Fe-S)2(Fe-S)2e＋2H＋CoQCoQH2ⅠNADH-Q还原酶各辅基（辅酶）的氧化还原循环紫MH2紫M2)琥珀酸-Q还原酶（复合体Ⅱ）琥珀酸脱氢酶也是此复合体的一部分，位于线粒体内膜上，其辅基包括FAD和Fe-S聚簇。琥珀酸脱氢酶催化琥珀酸氧化为延胡索酸，同时其辅基FAD还原为FADH2，然后FADH2又将电子传递给Fe-S聚簇。最后电子由Fe-S聚簇传递给琥珀酸-CoQ还原酶的辅酶CoQ。电子在从FADH2转移到CoQ上的标准氧化还原电势变化不能产生足

7、够的自由能来合成ATP，因此此步骤没有ATP生成。2Fe3+2Fe2+2(Fe-S)CoQH2CoQ2Fe3+2Fe2+2(Fe-S)CoQH2CoQFADFADH2Ⅱ2e＋2H＋延胡索酸琥珀酸3）细胞色素还原酶（细胞色素bc1复合体、复合体Ⅲ、辅酶Q-细胞色素C还原酶）位于线粒体内膜上，其辅基包括Cytb562、Cytb566、Cytc1和铁硫蛋白（2Fe-2S）。两种Cytb在细胞色素还原酶中以游离形式存在，而Cytc1则以共价键与蛋白质连接。Cytbc1复合体的作用是将电子从QH2转移到CytcCoQ-CytC还原酶细胞色素：以铁卟啉（血红素）为辅基的电子传

8、递蛋白质的