第10章生物氧化.ppt
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1、第 十 章,生 物 氧 化 Biological Oxidation,第一节 生物氧化与高能化合物,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,一、生物氧化,* 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有利于机体捕获能量,提高ATP生成
2、的效率。 进行广泛的加水脱氢反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,TCA,2H,呼吸链,H2O,ADP+Pi,ATP,CO2,* 生物氧化的一般过程,二、 ATP,高能磷酸键与高能磷酸化合物,高能磷酸键 水解时释放的能量大于20.92KJ/mol的磷酸酯键,常表示为 P。 高能磷酸化合物 含有高能磷酸键的化合物,三 、 ATP的生成和利用,ATP,ADP,机械能(肌肉收缩) 渗透能(物质主动转运)
3、化学能(合成代谢) 电能(生物电) 热能(维持体温),生物体内能量的储存和利用都以ATP为中心。,第二节 生成ATP的氧化体系 The Oxidation System of ATP Producing,生物氧化中CO2的生成,直接脱羧 氧化脱羧,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 transfer chain)。 组成 递氢体和电子传递体(2H 2H+ + 2e),一、呼.0吸链,(一)呼吸链的组成,四种具有传递电子功能的酶复合体(c
4、omplex),* 泛醌 和 Cyt c 均不包含在上述四种复合体中。,人线粒体呼吸链复合体,呼吸链各复合体在线粒体内膜中的位置,1. 复合体: NADH-泛醌还原酶,功能: 将原子氢(电子)从NADH传递给泛醌 (ubiquinone),NAD+和NADP+的结构,R=H: NAD+; R=H2PO3:NADP+,NAD+(NADP+)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。,FMN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FMN 。,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+
5、e 反应传递电子。, 表示无机硫,铁硫蛋白,泛醌(辅酶Q, CoQ)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。电子传递链中唯一的非蛋白质组分。,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,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,细 胞 色 素,细胞色素是一类以铁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。,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
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