呼吸链 生物化学.doc

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1、第七章生物氧化1、生物氧化（biologicaloxidation）：物质在体内进行氧化称生物氧化。主要指营养物质在体内分解时逐步释放能量，最终生成CO2和水的过程。生物氧化又称组织呼吸或细胞呼吸。生物氧化释放的能量：主要（40%以上）用于ADP的磷酸化生成ATP，供生命活动之需。其余以热能形式散发用于维持体温。2、生物氧化内容（1）生物体内代谢物的氧化作用、代谢物脱下的氢与氧结合成水的过程。（2）生物体内二氧化碳的生成。（3）能量的释放、储存、利用（ATP的代谢——ATP的生成与利用）。3、生物氧化的方式——遵循一般氧化还原规律。（1）失电子：代谢物的原子或离子在代谢中失去电子，其原

2、子正价升高、负价降低都是氧化。（2）脱氢：代谢物脱氢原子（H=H++e）的同时失去电子。（3）加氧：向底物分子直接加入氧原子或氧分子的反应使代谢物价位升高，属于氧化反应。向底物分子加水、脱氢反应的结果是向底物分子加入氧原子，也属于氧化反应。4、生物氧化的特点（1）在温和条件下进行（37℃，中性pH等）；（2）在一系列酶催化下完成；（3）能量逐步释放，部分储存在ATP分子中；（4）广泛以加水脱氢方式使物质间接获得氧；（5）水的生成由脱下的氢与氧结合产生；（6）反应在有水环境进行；（7）CO2由有机酸脱羧方式产生。5、物质体外氧化（燃烧）与生物氧化的比较（1）物质体内、体外氧化的相同点：物

3、质在体内外氧化所消耗的氧量、最终产物、和释放的能量均相同。（2）物质体内、体外氧化的区别：体外氧化（燃烧）产生的二氧化碳、水由物质中的碳和氢直接与氧结合生成；能量的释放是瞬间突然释放。5、营养物氧化的共同规律糖类、脂类和蛋白质这三大营养物的氧化分解都经历三阶段：分解成各自的构件分子（组成单位）、降解为乙酰CoA、三羧酸循环。第一节ATP生成的体系一、呼吸链（respiratorychain）：代谢物脱下的氢原子（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。这一传递链称呼吸链。又称电子传递链（electrontransportchain）。呼吸链由按一定顺序排列在

4、线粒体内膜上的递氢体、递电子体组成。（一）呼吸链的组成用胆酸或脱氧胆酸处理线粒体内膜，可将呼吸链分离为：四种具有递电子功能的酶复合体：复合体Ⅰ——称NADH一泛醌还原酶（NADH脱氢酶）：复合体Ⅱ——称琥珀酸-泛醌还原酶（琥珀酸脱氢酶）：复合体Ⅲ——称泛醌-细胞色素C还原酶：复合体Ⅳ——称细胞色素氧化酶（细胞色素aa3）：二种游离成分：辅酶Q和细胞色素C不包含在复合体中。1、复合体Ⅰ——将电子从NADH传给CoQ。NAD+中的烟酰胺氮为5价，能接受电子成3价，而其对侧碳原子能进行加氢反应（仅1个氢原子）。（1）NAD+（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸）和NADP+（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸）

5、（2）FMN的氧化与还原黄素单核苷酸（FMN）含有核黄素（维生素B2），FMN中发挥作用的是异咯嗪环。核黄素与酶的辅基的形成：核黄素氧化还原机制：（3）铁硫蛋白与铁硫中心（Fe-S）Fe-S含有等量（各4）的铁原子与硫原子；通过铁原子与铁硫蛋白中的半胱氨酸残基的硫相连。其铁原子可以进行氧化还原反应传递电子。（4）复合体Ⅰ的功能（4）泛醌（CoQ）辅酶Q是一种脂溶性醌类化合物；含有一个较长的侧链（R），疏水性强。其侧链由多个异戊间二烯组成，人的CoQ由10个异戊间二烯组成（Q10）。泛醌可以接受或脱去1个电子和1个质子参与氧化还原。泛醌参与氧化还原机制：2、复合体Ⅱ——将电子从琥珀酸传递

6、给CoQ。含如下成分：含黄素蛋白（以FAD为辅基）、铁硫蛋白（Fe-S）、细胞色素b560。细胞色素是一类催化电子传递的酶，以铁卟啉为辅基，均有特殊的吸收光谱而呈颜色。根据吸收光谱的不同，参与呼吸链的Cyt有3类：Cyta、Cytb、Cytc；根据最大吸收峰的差别分为若干亚类。3、复合体Ⅲ——将电子从泛醌传递给细胞色素C。2种细胞色素b（Cytb562、Cytb566）、细胞色素c1、铁硫蛋白。细胞色素c呈水溶性，与线粒体内膜外表面结合不紧密而极易于分离，不属于任何复合体成分。4、复合体Ⅳ——将电子从细胞色素C传递给氧。含如下成分：细胞色素a、a3和2个铁卟啉辅基及与之相连的Cu。Cy

7、ta和Cyta3很难分开，合称为Cytaa3。其中2个铜原子分别连接2个铁卟啉辅基，铜原子可以进行氧化还原反应传递电子。呼吸链各复合体位置示意图（二）呼吸链成分的排列顺序——确定呼吸链排列顺序的方法：1、根据各组分的EO′从低到高排列——电位低容易失去电子（见下表）。2、在体外将呼吸链拆开重组——鉴定4种复合体的组成与排列顺序。3、利用呼吸链特异阻断剂阻断电子传递——阻断部位以前的处于还原状态，后面的组分处于氧化状态，根据吸收光谱的改变检测。4