第十一章生物氧化课件.ppt

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1、第十一章生物氧化BiologicalOxidation生物氧化的概念物质在体内进行氧化成称生物氧化。主要指糖、脂肪、蛋白质等在体内分解时逐步释放能量，最终生成二氧化碳和水的过程。生物氧化与体外氧化之相同点生物氧化中物质的氧化方式有加氧、脱氢及失去电子，遵循氧化还原反应的一般规律。同一物质在体内外氧化时耗氧、终产物（CO2、H2O）和释放能量均相同。是在细胞内温和的环境中由酶催化进行的，能量是逐步释放的，并储存于ATP中。代谢物脱下的氢与氧结合产生H2O，有机酸脱羧产生CO2。生物氧化与体外氧化的不同点生物氧化体外氧化能量是突然释放的。CO2、H2O由物质中的碳和氢直接与氧结

2、合生成。第一节生成ATP的氧化体系TheOxidationSystemofATPProducing一、呼吸链（respiratorychain）（一）定义代谢物脱下的成对氢原子（2H）通过多种酶和辅酶所组成的电子传递连锁反应的逐步传递，最终与氧结合生成水。组成递氢体和电子传递体（2H↔2H++2e）（二）呼吸链的组成四种具有传递电子功能的酶复合体（complex）人线粒体呼吸链复合体复合体酶名称多肽链数辅基复合体Ⅰ复合体Ⅱ复合体Ⅲ复合体ⅣNADH-泛醌还原酶琥珀酸-泛醌还原酶泛醌-细胞色素C还原酶细胞色素C氧化酶3941113FMN,Fe-SFAD,Fe-S血红素bL,bH

3、,c1,Fe-S血红素a,血红素a3,CuA,CuB呼吸链各复合体位置示意图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)，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)，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

4、辅基FMN：黄素单核苷酸(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）。FAD(FMN)FADH(FMNH)FADH2(FMNH2)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。铁硫蛋白（Fe4-S4）(S表示无机硫；Pr表示蛋白质;Cys表示半胱氨酸

5、)4.泛醌(ubiquinone,UQ)又称辅酶Q（CoenzymeQ，CoQ），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（Cytorome,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。复合体Ⅰ（NADH-泛醌还原酶）复合体Ⅰ是将NADH

6、脱下的氢传递给泛醌。NADH+H+NAD+FMNFMNH22Fe2+-S2Fe3+-SQQH2NADH→→CoQFMN;Fe-SN-1a,b;Fe-SN-4;Fe-SN-3;Fe-SN-2复合体Ⅰ复合体Ⅱ（琥珀酸-UQ还原酶）复合体Ⅱ将电子从琥珀酸传递给泛醌。琥珀酸→→CoQFe-S1;b560;FAD;Fe-S2;Fe-S3琥珀酸延胡索酸FADFADH22Fe2+-S2Fe3+-SQQH2复合体Ⅱ复合体Ⅲ（UQ-Cyt还原酶）复合体Ⅲ将电子从泛醌传递给细胞色素c。复合体ⅢQH2→→Cytcb562;b566;Fe-S;c1复合体Ⅳ（细胞色素氧化酶）复合体Ⅳ将电子从细胞色素

7、c传递给氧。复合体Ⅳ还原型Cytc→→O2CuA→a→a3→CuB（三）呼吸链组分的排列顺序通过下列实验确定：标准氧化还原电位各组分特有的吸光谱的不同进行检测特异的抑制剂拆离或重组各复合体呼吸链中各种氧化还原对的标准氧化还原电位氧化还原对EΘ（V）氧化还原对EΘ（V）NAD+/NADH+H+FMN/FMNH2FAD/FADH2CytbL(bH)Fe3+/Fe2+Q10/Q10H2-0.32-0.219-0.2190.05（0.10）0.06Cytc1Fe3+/Fe2+CytcFe3+/Fe2+CytaFe3+/Fe