生物化学 教学课件 作者 常桂英 刘飞 主编第六章 生物氧化.ppt

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1、第六章生物氧化第一节概述一、生物氧化的概念及特点糖脂肪蛋白质O2CO2和H2O能量热能ADP+PiATP1.定义：物质在生物体内进行氧化分解，最终生成CO2和H2O，同时释放能量的过程，称生物氧化，也称细胞呼吸和组织呼吸。2.生物氧化的一般过程2HH2OADP+PiATP糖原三酯酰甘油蛋白质葡萄糖脂酸+甘油氨基酸乙酰CoA呼吸链TACCO23.生物氧化的部位—线粒体4.生物氧化的特点(1)活细胞内进行；(2)在酶的催化下完成；(3)能量逐步释放；(4)产生的能量贮存在在高能化合物中。5.生物氧化的基本反应类型(1)加氧反应(2)脱氢反应(3)电子转

2、移反应二、生物体内能量代谢的基本规律（一）自由能物理意义：－ΔＧ＝Ｗ*(体系中能对环境作功的能量)自由能的变化能预示某一过程能否自发进行，即：ΔG<0，反应能自发进行ΔG>0，反应不能自发进行ΔG=0，反应处于平衡状态。1.化学反应自由能的变化和平衡常数的关系假设有一个化学反应式：aA+bB=cC+dD恒温恒压下：ΔG′=ΔG°′+RTlnQc式中：ΔG°′=-RTlnKeqΔG′—某一化学反应随参加化学反应物质的浓度、发生化学反应的pH和温度而改变的自由能变化。Qc-浓度商：ΔG°′—标准条件（T=298OK,大气压为1atm,反应物和生成物浓度

3、为1mol/L,pH=7.0）下，化学反应自由能的变化。Keq-平衡常数：达平衡时=Keq=19解：ΔG°′=-RTlnKeq=-2.3038.314311log19=-7.6KJ.mol-1ΔG′=ΔG°′+RTlnQc(Qc-浓度商)=-7.6+2.3038.314311log0.1=-13.6KJ.MOL-1未达平衡时=Qc=0.1反应G-1-PG-6-P在380C达到平衡时，G-1-P占5%，G-6-P占95%，求ΔG0。如果反应未达到平衡，设[G-1-P]=0.01mol/L，[G-6-P]=0.001mol/L，求反应的

4、ΔG是多少？例题：2.化学反应自由能的变化和氧化-还原电势的关系氧化-还原反应自由能的变化与标准电势的关系如下：ΔG°′=－nFΔE°′任何一个氧化-还原反应，在理论上都可以构建成一个原电池。氧化-还原物质连在一起，都可以有氧化-还原电势产生，任何氧还电对都有其特定的标准电势原(E0)，电池的标准电动势可用下式计算：0（ΔE0）=E0正极-E0负极生物体内的氧化还原物质在进行氧化-还原反应时，基本原理和原电池一样。氧化-还原反应自由能的变化与标准电势的关系如下：0（ΔE0）=(RT/nF)lnKeq=2.3(RT/nF)lgKeq例题

5、：计算下反应式ΔG°′NADH+H++1/2O2====NAD++H2O正极反应：1/2O2+2H++2eH2OE+°′0.82负极反应：NAD++H++2eNADHE-°′-0.32ΔG°′-nFΔE°′-2×96485×[0.82-(-0.32)]-220KJ·mol-1三、高能化合物与ATP生化反应中，在水解时或基团转移反应中可释放出大量自由能（>21千焦/摩尔）的化合物称为高能化合物。1.高能化合物的类型（1）高能磷酸化合物（2）非高能磷酸化合物2.ATP在能量转运中地位和作用：能量流通货币～P～P～P～PATP～P0

6、2108641214磷酸基团转移能磷酸烯醇式丙酮酸3-磷酸甘油酸磷酸磷酸肌酸（磷酸基团储备物）6-磷酸葡萄糖3-磷酸甘油3.生物系统中的能流四、生物氧化过程中CO2的生成1.α单纯脱羧R－CHNH2－COOHR－CH2NH2＋CO2α－氨基酸胺2.α氧化脱羧3.β单纯脱羧4.β氧化脱羧第二节生物氧化体系——呼吸链1.定义:代谢物脱下的成对氢原子（2H）通过多种酶和辅酶所催化的连锁反应逐步传递，最终与氧结合生成水，这一系列酶和辅酶称为呼吸链(respiratorychain)又称电子传递链(electrontransferchain)。(在线粒体内膜

7、上为多酶体系)2.组成递氢体和电子传递体（2H2H++2e）一、呼吸链既由酶和辅酶组成组成：含一系列的酶和辅酶类,(B,功能)其酶与辅酶包括:（一）烟酰胺脱氢酶类（NAD+、NADP+）（二）黄素脱氢酶类(FMN,FAD)（三）铁硫蛋白类(FeS)（四）泛醌（辅酶Q）（五）细胞色素类(Cytochrome)(一)呼吸链的组成及作用1.NADH还原型辅酶它是由NAD+接受多种代谢产物脱氢得到的产物。NADH所携带的高能电子是线粒体呼吸链主要电子供体之一。2.FADH2-黄素蛋白辅基它是由FADH2接受以琥珀酸为主的代谢产物脱氢得到的产物。FADH2

8、所携带的高能电子也是线粒体呼吸链主要电子供体之一。3.铁硫蛋白铁硫蛋白(简写为Fe-S)是一种与电子传递有关的蛋白质，它与