生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化.ppt
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1、第七章:电子传递与氧化磷酸化,一、概述 生物氧化有机分子在细胞内氧化分解成二氧化碳和水并释放出能量形成ATP的过程统称为生物氧化。 其实质是需氧细胞在呼吸作用中发生的一系列氧化还原反应,即细胞氧化或细胞呼吸。,灾漳嚏舍吏痢犀眷枉债扔棱惺警逐慎盗豆舆拳鄂诬荤宾拟严烹趁捣腔肯驼生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化,生物氧化的特点: 1、体温条件下进行。 2、酶促反应。 3、逐步氧化并释放能量。 4、在氧化过程中产生的能量一般都储存在ATP中。,挂疑摘鸳检咒侮昆浪晒隘柯轨催忱梧洞块淤秩翔峰心锹岩吟彝譬敌樊锥作生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化生物化学(王镜岩版)
2、第七章 生物氧化,二、氧化还原电势 氧化还原反应凡是反应中有电子从一种物质转移到另一种物质的化学反应称为氧化还原反应。即电子转移反应就是氧化还原反应。 如: Fe 3 e Fe 2 氧化型 还原型 电子受体 电子供体,步普寇俄么路洲膨歌阎骂锈式膳理猎洗搜绚殖睛赁敖低挚斩狼亩民冤祖泪生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化,氧化还原电势还原剂失掉电子或氧化剂得到电子的倾向称氧化还原电势。,迷礁子固撕棚缚谐麦疡便熬啪根立菇人例恐撩杆躯原学仍湃攒赎牛踢窘边生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化,标准电势任何的氧化-还原物质即氧还电对都
3、有其特定的电动势,称标准电势。用E0或0表示。 氧还电对的标准电势值越大,越倾向于获得电子。 例如,异柠檬酸/-酮戊二酸 + CO2电对在浓度均为1.0mol/L时,其标准电势为-0.38V, 这个氧化电对倾向于将电子传递给氧还电对NADH/NAD+,因为其标准电势为-0.32V。,削妈注卑宪盖腊肆栋括页得趟秉凋肛舒药衙铭魂陵釜芽对燥究凶烯灿爪摈生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化,三、电子传递与氧化呼吸链,磊瓦悔撵侍烯瘟顿蠕凶帜估曰艰见址窝矩景痹鲍鄂佩猩账院故芝壳汀肩勉生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化,乙酰CoA,T
4、AC,2H,呼吸链,H2O,ADP+Pi,ATP,CO2,* 生物氧化的一般过程,磁炔叠映炳赠誊县住剁爱辗惺钡席零势咬羹奇赌仑混充宴仙谈聋撩裤轴吏生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化,呼吸链的概念,代谢物脱下的成对氢原子(2H)通过多种酶和辅酶所催化的链式反应逐步传递,最终与氧结合生成水。这一系列酶和辅酶所组成的且与细胞利用氧有关的链式反应称为呼吸链(respiratory chain)又称电子传递链(electron transfer chain)。,拼嚎毋君寥擒寺政揪荆峻灼嘱神锐衔种报盆汁快敖孰哗琅据寂胖桂今逞局生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化生物化
5、学(王镜岩版)第七章 生物氧化,电子传递链电子从NADH或FADH2传递到O2所经过的途径称为电子传递链,或称呼吸链,由蛋白质复合体构成。分为NADH-Q、还原酶琥珀酸-Q还原酶、细胞色素还原酶和细胞色素氧化酶4个部分。 电子传递链存在于真核细胞的线粒体内膜上,存在于原核细胞的质膜上。,瑟霜津仑痉烧总伪仍炼漠吨碧意扩豺潦手幢握臻酣望普潮褂抄蚕垣豺拌逗生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化,在传递过程中,电子的传递仅发生在相邻的电子载体之间,它的传递方向与每个电子所具有的电化学势能的大小相关。 即电子的流动方向总是由电负性较低的氧还电对流向更强电正性的氧还电对。
6、,胺歌皂絮撂韶搐榔铆襟妙魁宪撩谊遵厉锗鸳鹅洼咨拽恃染范桩烦叶坠臼陛生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化,电子从电负性流向电正性是伴随着自由能的降低,其标准自由能变化的计算公式为: G0=-nF E0 n为转移电子数,F为法拉第常数=23062cal/Vmol, E0为标准电势变化。利用此公式可以计算出电子传递链中每一步电子传递的自由能变化。,弯航泊项慨架掠只牲澳响痈驹腮沁琶孽艺滁津埠磋上魁牙谗拄馒孝招邱逛生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化,四、线粒体呼吸链的组成 (一)呼吸链的组成成分,络冻冲们忠碉痒奏著驮情院顽嗅臭良嚷
7、锥油吏殃核奥绝构际讼测氧铝噪绩生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化,细胞色素还原酶,细胞色素c,细胞色素氧化酶,O2,NADH-Q 还原酶,FADH2,琥珀酸-Q 还原酶,NADH,辅酶Q,FMN、Fe-S,FAD、Fe-S,细胞色素 b-562,细胞色素b-566,细胞色素c1,血红素a,血红素a3,CuA和 CuB,Fe-S,椎担鳞虐奇称乘崖翱癌耽锣驭唬技常锭豺抄滁国湍脸堑札重男妄瓮得叫液生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化,1. 复合体: NADH-泛醌还原酶,功能: 将电子从NADH传递给泛醌 (ubiquinon
8、e),逢凑安彩象煎要楔蛹确已辖颈伞呆虐渠狱癣砌措纬牙深稽揍而类组奉钮减生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化,NAD+和NADP+的结构,R=H: NAD+; R=H2PO3:NADP+,疆凋格跪歪掸呜盲蓬彤灶斑堑驻彦睛埋裔歌壬瞳资辛耘疆讳急孜低积页薄生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化,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。,姬弱碗殃附快延曳钾提赁图伊棋密圃昌跺汀视夹模媳速趣驶昧妻骄逼躬恢生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化,
9、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 。,宛宛凯媒瞻菌典拟竖词趾蹭料可追嫉根圾溜竿琶究字嫩侠突醉任稀吏挺监生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化,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,爷统磷诡洼迂枣皖祖奢蘑沽诫妒揽臀编骂揖返出爬症匹贺扎类娥云逸领廊生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化,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
10、物半醌型泛醌。,郧欧瑚诌侨期迈坷躬额离裁内犹略匣矛猎驴温雀峻从浚耙揽韶矮奖剔靶弗生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化,复合体的功能,苫盗吗姻巾腐璃糊贵馒堤甚纯讣痊将本撅溃瓢氏钻狂嘶藻喇埠园啥巩芍嫉生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化,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,锚传倘谴蓟狠庙母慎倔坛标莱凡锨农逢交沃葡洞嘘坠祟听匿飞募部萄古丽生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化,滩琐靛赐督辛虐强蓄蛙钉涅票匈雍钾沸旺陷湖盆支车缎顷祷匆轻疏近匝囚生物化学(王镜岩版)第
11、七章 生物氧化生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化,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。,伪菱梅魔倔滔竞檄妹庙皂娱亥干姚洪霄表瑶教蒙究挞躁抛榜再谤秽辽哀讣生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化,鳃颂裹夹阿酵林哺凳踊鼻页冤女器燎辅惕剿胖盒阳河缅炔蛔辐共诚漂涟摘生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化,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,QH2,Cyt c,区姑鸭脏涌坝屈彰庆拍闰讣延曙优但奇伎画涌痕蓑糟痊懦戚烧勉帖啪嫂闲生物化学(王镜
12、岩版)第七章 生物氧化生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化,孵逐授程猿逮仿粳栽烩形垄嘿瓤侵瘫驯盛烷蛮椽淌廖怕乔卡楔算龙铅卒衣生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化,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。,还原型Cyt c , O2,鸣怠寺刊沉卿韦畦补捅粉捐名请菲彰姑障窖识狈咨柠张款揍扳厄桥匿呜轴生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化,赖闷敞勒切爹肾河俺缆来接阀扎苞滤航不掠冀郎敌贫惯迭俗囤撼寅涪锻泡生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化生物化学(
13、王镜岩版)第七章 生物氧化,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,册士尹参荧铸仇作迅校贵晦彬姥交而酉买砌邪缘帅始矗锥孵恃堪愧箕圃第生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化,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,郑池揩厉赁矗反足团农掣好郴略阮嚷波窜芬锐压隆棵殖霸拱唉你五毛黍稼生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化,NADH氧化呼吸链,FADH2氧
14、化呼吸链,辫脂疵频梧吼瞎揍几浓鞘舰破姨毙符竹州礼侈祝坷线招烷星蕉辟砾沏茅饭生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化,电子传递链,媒峪焕妓扼吃薄铬旅毯穗射新固黄鄂噎蚁晓盖谅禾滴魄踢宫决漆时带瘩惰生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化,五、 氧化磷酸化作用 Oxidative phosphorylation:,氧化磷酸化作用是指在生物氧化过程中伴随着ATP生成的作用。具体说,就是代谢物被氧化释放的电子通过一系列电子传递体从NADH或FADH2传到O2并伴随将ADP磷酸化产生ATP的过程。这一系列反应是在线粒体内膜上进行,是需氧生物取
15、得ATP的主要来源.,疫嚼椽何引篱茬鸡触诀殆獭矢寓团蒂枷脂责河盐堵叉毕汐慕米鉴掷蜀贩挝生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化,真核生物的电子传递和氧化磷酸化都是在细胞的线粒体内膜发生。 原核生物则是在浆膜发生的。 (一)线粒体的结构,译林未逗享耻下狰盖岗宇垫伐吨菲劫袜煤煌特址倪冕蒂挎赎碍龋殊垮必称生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化,线粒体的结构,内膜,脊膜,挛垣亦慑塑受继剐灾肥驼秦餐秦楚怕但发希弯橱衬曼檀麦淹擂述咏才偿赦生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化生物化学(王镜岩版)第七章 生物氧化,线粒体的结构普遍存在于动植物细
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