生物化学 第10章生物氧化ppt课件.ppt

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1、第10章生物氧化第一节概述第二节ATP与其它高能化合物第三节三羧酸循环第四节电子传递链第五节氧化磷酸化一、生物氧化的定义生物细胞将糖、脂、蛋白质等燃料分子氧化分解,最终生成CO2和H2O并释放出能量的作用称为生物氧化。生物氧化包含了细胞呼吸作用中的一系列氧化还原反应,所以又称为细胞氧化或细胞呼吸。第一节概述糖原脂肪蛋白质葡萄糖脂肪酸甘油氨基酸乙酰CoAⅠⅡⅢTCA营养物分解代谢的三个阶段（一）本质：生物氧化是发生在生物体内的氧化还原反应,因而具有氧化还原反应的共同特征。并且物质被氧化时总伴随能量的释放。二、生物氧化的化学本质与特点（二）特点：生物氧化是在活细

2、胞内进行的,它与体外的直接氧化相比又有许多不同的特点:1、有机物在生物体内完全氧化与在体外燃烧而被彻底氧化,在本质上是相同的,最终的产物都是CO2和H2O,同时所释放能量的总值也相等；2、生物氧化在常温、常压、接近中性的pH和多水环境中进行；是在一系列酶、辅酶和中间传递体的作用下逐步进行的；3、氧化反应分阶段进行,能量逐步释放,既避免了能量骤然释放对机体的损害,又使得生物体能充分、有效地利用释放的能量；4、生物氧化过程中释放的化学能通常被偶联的磷酸化反应所利用,贮存于高能磷酸化合物(如ATP)中,当生命活动需要时再释放出来。生物氧化是在一系列氧化-还原酶催化

3、下分步进行的。每一步反应，都由特定的酶催化。在生物氧化过程中，主要包括如下几种氧化方式。（1）脱氢（2）加水脱氢（3）加氧（4）失电子三、生物氧化的方式：第二节ATP与其他高能化合物自由能(G)：指一个反应体系中能够做功的那部分能量。自由能的变化(ΔG)：产物的自由能与反应物的自由能之差，与反应转变过程无关。标准自由能的变化(ΔG0)：298K，101.3KPa，反应物浓度为1mol/L。生化反应中标准自由能的变化(ΔG0’)：298K，101.3KPa，反应物浓度为1mol/L，pH=7。如A+BC+DΔG=(GC+GD)-(GA+GB)ΔG=ΔG0+RT

4、ln[C][D]/[A][B]ΔG<0ΔG=0ΔG>0反应达到平衡反应自发进行反应不能自发进行ATP与高能磷酸键高能磷酸键ATP+H2OADP+PiΔG0’=-30.5KJ/molADP+H2OAMP+PiΔG0’=-30.5KJ/molAMP+H2O腺苷+PiΔG0’=-14.2KJ/mol高能磷酸键：生化中把磷酸化合物水解时释出的能量＞20KJ/mol者所含的磷酸键称高能磷酸键，常用~P表示，含有高能键的化合物称为高能化合物。高能磷酸键的类型磷酸酐：ATP、ADP、UTP、CTP、PPi等；烯醇磷酸：PEP；混合酐：1,3-BP-甘油酸；磷酸胍类：磷酸肌

5、酸。另有高能硫酯键：乙酰CoA、脂酰CoA等。磷酸酐烯醇磷酸PEP混合酐（酰基磷酸）1,3-BP-甘油酸磷酸胍类磷酸肌酸高能硫酯键乙酰CoAATP的作用作为能量载体，提供合成代谢或分解代谢初始阶段所需的能量；供给机体生命活动所需的能量；生成核苷三磷酸（NTP）；将高能磷酸键转移给肌酸以磷酸肌酸（creatinephosphate）形式储存。提供合成代谢或分解代谢初始阶段所需的能量G+ATPG-6-P+ADP脂酸+CoA+ATP脂酰CoA+AMP+PPi氨基酸+ATP氨基酰~AMP+PPi供给机体生命活动所需的能量生成核苷三磷酸（NTP）将高能磷酸键转移给肌

6、酸以磷酸肌酸形式储存ATP的生成方式氧化磷酸化：代谢物脱下的氢经电子传递链与氧结合成水的同时，逐步释放出能量，使ADP磷酸化为ATP的过程。底物水平磷酸化：代谢物脱氢与ADP（或GDP）的磷酸化相偶联。共3个反应。底物水平磷酸化第四节电子传递链电子传递链电子传递链的组成电子传递链的顺序电子传递链中生成ATP的部位质子梯度的形成机制ATP合酶氧化磷酸化的调节电子传递链（呼吸链）概念：线粒体内膜上存在由多种酶和辅基组成的传递H和电子的反应链，它们按一定顺序排列，称电子传递链(或呼吸链)（electrontransferchain或respiratorychai

7、n）。电子传递链的组成电子传递链的顺序电子传递链中生成ATP的部位质子梯度的形成机制线粒体呼吸链电子传递链的组成从线粒体内膜上分离到四种酶复合体及辅酶Q(CoQ)和细胞色素C(Cytc)。复合体Ⅰ：NADH-CoQ还原酶复合体Ⅱ：琥珀酸-CoQ还原酶复合体Ⅲ：CoQ-细胞色素C还原酶复合体Ⅳ：细胞色素氧化酶NADH呼吸链：由复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ及CoQ、Cytc组成FADH2呼吸链：由复合体Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ及CoQ、Cytc组成复合体Ⅰ：NADH-CoQ还原酶功能：将电子从NADH传递给CoQ辅基：FMN，铁硫蛋白铁硫蛋白铁硫簇(Fe4S4)功能：单电子传递体泛醌（C

8、oQ）复合体Ⅲ：CoQ-细胞色素C还原酶功能：将电子