生物化学课件 第6章 生物氧化.ppt

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1、第六章生物氧化BiologicalOxidation营养物质在生物体内经氧化分解，最终生成CO2和H2O，并释放能量的过程称生物氧化。*生物氧化的概念*生物氧化的一般过程第一节生成ATP的氧化体系TheOxidationSystemofATPProducing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)。组成递氢体和电子传递体（2H2H++2e）一、呼吸链（一）呼吸链的组成人线粒体呼吸链复合体呼吸

2、链各复合体在线粒体内膜中的位置四种复合体的排列关系1.烟酰胺核苷酸NAD+：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NicotinamideAdenineDinucleotide)，又叫CoⅠ，主要作为呼吸链的一个组分，起递氢体作用；NADP+：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(Nicotin-amideAdenineDinucleotidePhosphate)，又叫CoⅡ，主要在还原性生物合成中作为供氢体。二者的递氢部位是烟酰胺部分，为VitPP。R=H:NAD+;R=H2PO3:NADP+NAD+和NADP+的结构NAD+（NADP+）的递氢机制（氧化型）（还原型）2.黄素辅基FMN：黄素单

3、核苷酸(FlavinMononucleotide)FAD：黄素腺嘌呤二核苷酸(FlavinAdenineDinucleotide)FMN和FAD中异咯嗪环起递氢体作用。异咯嗪及核醇部分为VitB2（核黄素）。FMN结构异咯嗪核醇FAD结构FMN和FAD递氢机制（氧化型）（还原型）3.铁硫蛋白(Iron-sulfurprotein,Fe-S)又叫铁硫中心或铁硫簇。含有等量铁原子和硫原子。铁除与硫连接外，还与肽链中Cys残基的巯基连接。铁原子可进行Fe2+Fe3++e反应传递电子，为单电子传递体。4.泛醌(ubiquinone,UQ)即辅酶Q（CoenzymeQ，CoQ）

4、，属于脂溶性醌类化合物，带有多个异戊二烯侧链。因其为脂溶性，游动性大，极易从线粒体内膜中分离出来，因此不包含在四种复合体中。分子中的苯醌结构能可逆地结合2个H，为递氢体。5.细胞色素类（Cytochrome,Cyt）是一类以铁卟啉为辅基的电子传递蛋白。呼吸链中主要有a、b、c、三类。差别在于铁卟啉的侧链以及铁卟啉与蛋白部分连接的方式不同。Cytb、c的铁卟啉与血红素相同；Cyta的铁卟啉为血红素A。分子中的铁通过氧化还原而传递电子，为单电子传递体。NADH+H+NAD+FMNFMNH22Fe2+-S2Fe3+-SQQH2复合体ⅠNADH→→CoQFMN;Fe-SN-1a

5、,b;Fe-SN-4;Fe-SN-3;Fe-SN-2复合体Ⅱ琥珀酸→→CoQFe-S1;b560;FAD;Fe-S2;Fe-S3琥珀酸延胡索酸FADFADH22Fe2+-S2Fe3+-SQQH2复合体ⅢQH2→→Cytcb562;b566;Fe-S;c1复合体Ⅳ还原型Cytc→→O2CuA→a→a3→CuB由以下实验确定①标准氧化还原电位②拆开和重组③特异抑制剂阻断④还原状态呼吸链缓慢给氧（二）呼吸链成分的排列顺序抑制剂1.NADH氧化呼吸链2.琥珀酸氧化呼吸链NADH氧化呼吸链FADH2氧化呼吸链线粒体内重要代谢物氧化的途径二、氧化磷酸化体内ATP生成的方式：氧化磷酸

6、化(oxidativephosphorylation)是指在呼吸链电子传递过程中偶联ADP磷酸化，生成ATP，又称为偶联磷酸化。底物水平磷酸化(substratelevelphos-phorylation)是底物分子内部能量重新分布，生成高能键，使ADP磷酸化生成ATP的过程。（一）氧化磷酸化偶联部位即ATP生成的部位。P/O比值：是指物质氧化时，每消耗1摩尔氧原子所消耗的无机磷的摩尔数，即生成ATP的摩尔数。线粒体离体实验测得的一些底物的P/O比值三个偶联部位：ATPATPATP①NADH与CoQ之间；②CoQ与Cytc之间；③Cytaa3与氧之间。2.自由能变化(

7、△G0′)：　　大于30.5kJ即可生成1摩尔ATP。△G0′＝－nF△E0′69.5kJ/mol40.5kJ/mol102.3kJ/molNADH氧化呼吸链存在3个偶联部位，P/O比值等于3，即产生3molATP。琥珀酸氧化呼吸链存在2个偶联部位，P/O比值等于2，即产生2molATP。（二）氧化磷酸化的偶联机制1.化学渗透假说(chemiosmotichypothesis)电子经呼吸链传递时，可将质子（H+）从线粒体内膜的基质侧泵到内膜胞浆侧，产生膜内外质子电化学梯度储存能量。当质子顺浓度梯度回流时驱动ADP与Pi生成ATP。线粒体