第08章生物氧化.ppt
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1、第 八 章,生 物 氧 化 Biological Oxidation,物质在生物体内进行氧化称生物氧化,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CO2 和 H2O的过程。,CO2和H2O,O2,能量,ADP+Pi,ATP,热能,* 生物氧化的概念,* 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、失电子,遵循氧化还原反应的一般规律。 物质在体内外氧化时所消耗的氧量、最终产物(CO2,H2O)和释放能量均相同。,是在细胞内温和的环境中(体温,pH接近中性),在一系列酶促反应逐步进行,能量逐步释放有利于机体捕获能量,提高ATP生成的效率。 进行广泛的加水脱氢反
2、应使物质能间接获得氧,并增加脱氢的机会;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之不同点,生物氧化,体外氧化,能量是突然释放的。 产生的CO2、H2O由物质中的碳和氢直接与氧结合生成。,乙酰CoA,TAC,2H,呼吸链,H2O,ADP+Pi,ATP,CO2,* 生物氧化的一般过程,第一节 氧化呼吸链 Oxidative respiratory chain,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(respiratory chain)又称电子传递链(electron transf
3、er chain)。 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,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,* 泛醌 和 Cyt c 均不包含在上述四种复合体中。,呼吸链各复合体在线粒体内膜中的位置,Cytc,Q,胞液侧,基质侧,线粒体内膜,1. 复合体: NADH-泛醌还原酶,功能: 将电子从NADH传递给泛醌 (ubiquinone),FMN:黄素单核苷酸,NAD+和NADP+的结构,R=H: NAD+; R=H2PO3:NADP+,NAD+:尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸 NADP+ :尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸,NAD+(N
4、ADP+)和NADH(NADPH)相互转变,氧化还原反应时变化发生在五价氮和三价氮之间。,+ 2H+ + 2e,FMN(黄素单核苷酸)结构中含核黄素,发挥功能的部位是异咯嗪环,氧化还原反应时不稳定中间产物是FMNH 。,Vit B2,FMN,AMP,FAD,铁硫蛋白中辅基铁硫簇(Fe-S)含有等量铁原子和硫原子,其中铁原子可进行Fe2+ Fe3+e 反应传递电子。, 表示无机硫,泛醌(辅酶Q, CoQ, Q)由多个异戊二烯连接形成较长的疏水侧链(人CoQ10),氧化还原反应时可生成中间产物半醌型泛醌。,复合体的功能,2. 复合体: 琥珀酸-泛醌还原酶,功能: 将电子从琥珀酸传递给泛醌,FAD:
5、黄素腺嘌呤二核苷酸,细 胞 色 素,细胞色素是一类以铁卟啉为辅基的催化电子传递的酶类,根据它们吸收光谱不同而分类。,3. 复合体: 泛醌-细胞色素c还原酶,功能:将电子从泛醌传递给细胞色素c,4. 复合体: 细胞色素c氧化酶,功能:将电子从细胞色素c传递给氧,其中Cyt a3 和CuB形成的活性部位将电子交给O2。,由以下实验确定 标准氧化还原电位 拆开和重组 特异抑制剂阻断 还原状态呼吸链缓慢给氧,(二)呼吸链成分的排列顺序,1. NADH氧化呼吸链 NADH 复合体Q 复合体Cyt c 复合体O2 2. 琥珀酸氧化呼吸链 琥珀酸 复合体 Q 复合体Cyt c 复合体O2,*体内两条氧化呼吸
6、链,NADH氧化呼吸链,琥珀酸氧化呼吸链,电子传递链,第二节 氧化磷酸化,氧化磷酸化,* 定义 氧化磷酸化 (oxidative phosphorylation)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。 AH2 2H(2H+2e) H2O 氧化反应 ADP + Pi ATP 磷酸化反应,呼吸链 O2,能量,A,氧化磷酸化,ATP合酶,底物水平磷酸化 (substrate level phosphorylation) 是底物分子内部能量重新分布,生成高能键,使ADP(GDP)磷酸化生成ATP(GTP)的过程。,一、氧化磷酸化偶联部位,氧化磷酸化偶联部位:复合体、
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- 08 生物 氧化
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