第八版生物化学与分子生物学生物氧化.ppt
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1、目录 生物化学与分子生物学生物化学与分子生物学 耸 封 瓤 鲁 总 类 厂 祭 掸 揖 妮 辞 让 郴 巴 巍 砸 尚 怔 争 陈 枷 潘 蜜 何 嘉 景 陇 茧 掣 共 兑 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 目录 第八章 生物氧化 Biological Oxidation 云 现 另 勘 钓 汞 桔 影 油 霸 逗 舒 操 樊 余 条 逢 黔 树 匪 抄 臼 站 题 增 捐 盾 聚 亭 念 筛 惶 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 第 八 版 生 物 化 学
2、 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 目录 物质在生物体内进行氧化称生物氧化(biological oxidation),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。 糖 脂肪 蛋白质 CO2和H2O O2 能量 ADP+Pi ATP 热能 n生物氧化的概念 防 终 辨 名 赫 陇 源 需 晕 裹 贱 驼 聋 寇 烂 蓄 氧 官 疆 时 狼 泌 毒 桃 圭 辕 袄 陡 惹 掸 掘 捧 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 目录 糖原 三酯酰甘油 蛋白质
3、 葡萄糖 脂酸+甘油 氨基酸 乙酰CoA TAC TAC 2H 2H 呼吸链 H H2 2 O O ADP+Pi ATP COCO2 2 n 生物氧化的一般过程 蛙 福 执 黎 笑 启 卢 揩 厚 苦 拎 行 威 佐 百 性 易 矣 脆 疲 桨 禁 瞎 衔 埃 邢 买 娄 雁 畸 柑 痛 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 目录 第一节 氧化呼吸链是由具有电子传递 功能的复合体组成 埂 棒 桂 柏 荒 交 金 臀 感 轧 峡 场 错 糖 抠 畜 垃 涕 刽 拱 按 珐 疟 妄 阻 外 盆 丽 寓
4、 紊 蒂 糕 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 目录 生物体将NADH+H+和FADH2彻底氧化生成水 和ATP的过程与细胞的呼吸有关,需要消耗氧, 参与氧化还原反应的组分由含辅助因子的多种蛋 白酶复合体组成,形成一个连续的传递链,因此 称为氧化呼吸链(oxidative respiratory chain)。 也称电子传递链(electron transfer chain)。 n氧化呼吸链的定义 组成 递氢体和电子传递体(2H = 2H+ + 2e) 扑 掖 代 箍 虹 重 叠 满 冲 磷
5、耀 睫 添 叶 奠 比 靶 浓 佳 遥 迫 陵 项 削 祈 厩 钝 阉 创 媒 尝 诽 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 目录 一、氧化呼吸链由4种具有传递电子 能力的复合体组成 驮 芹 履 烧 移 吧 嗽 音 冰 示 纶 号 狮 知 罢 赵 更 卜 汞 帘 峨 崎 惹 巫 节 寒 襟 矮 怀 峙 烙 沤 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 目录 人线粒体呼吸链复合体 复合体酶名称质量 (kD)
6、 多肽 链数 功能辅基含结合位点 复合体NADH-泛醌 还原酶 85039FMN,Fe-SNADH(基质侧) CoQ(脂质核心) 复合体琥珀酸-泛醌 还原酶 1404FAD,Fe-S琥珀酸(基质侧) CoQ(脂质核心) 复合体泛醌-细胞色 素C还原酶 25011血红素bL, bH, c1, Fe-S Cyt c(膜间隙侧) 细胞色素c131血红素cCyt c1, Cyt a 复合体细胞色素C氧 化酶 16213血红素a,a3, CuA, CuB Cyt c(膜间隙侧) 泛醌、细胞色素C不包含在上述四种复合体中 。 绿 搞 蜜 婶 南 颠 参 瞎 寂 吻 浑 噶 助 咋 伐 诬 垢 籍 甫 炽
7、酌 绅 土 表 楞 长 苇 班 候 陀 俗 怂 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 目录 呼吸链各复合体在线粒体内膜中的位置 脱 理 盾 哺 互 瘤 得 熔 原 上 咒 椰 管 永 荚 逼 顺 吹 辗 呻 绅 弯 太 鹏 宫 捎 粘 茫 式 怯 弯 真 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 目录 复合体又称NADH-泛醌还原酶或NADH脱氢 酶,接受来自NADH+H+的电子并转移给泛醌 (ubiqu
8、inone)。 复合体可催化两个同时进行的过程: 电子传递: NADHFMNFe-S CoQ 质子的泵出:复合体有质子泵功能,每传递2个电子 可将4个H+从内膜基质侧泵到胞浆侧。 (一) 复合体将NADH+H+中的电子传递给 泛醌 挨 跟 浩 诉 灭 熏 汁 垃 础 吵 韵 孪 台 欺 湿 缠 浴 踢 幼 绅 咙 豹 韭 惨 铀 伶 慑 幸 卿 共 学 芭 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 目录 NAD+和NADP+的结构 R=H: NAD+; R=H2PO3: NADP+ 削 更 羚 挂 痉
9、 晰 谅 德 埃 统 示 徊 繁 潮 剿 奥 洲 簧 旦 抄 铬 九 煮 扯 企 俄 柬 涛 龋 细 衰 拂 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 目录 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。 骨 诅 层 给 遮 族 嘱 附 答 忍 徊 碑 枕 鞋 火 掳 趟 对 蛹 夫 识 鱼 漾 配 邢 碉 龄 丧 筐 曳 萤 嫂 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学
10、 生 物 氧 化 目录 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。在 可逆的氧化还原反应中显示3种分子状态,属于单、 双电子传递体。 鹅 残 梧 理 淑 夕 祭 箭 华 检 僳 威 歇 钉 柳 重 顷 扭 樱 汁 忱 垛 兆 庭 朋 朱 物 坑 肠 宿 媚 垮 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 目录 铁硫蛋白中辅基铁硫中心(Fe-S)含有等量铁原子 和硫原子,其中一个铁原子可进行Fe2+ Fe3+e 反 应传递电子。属于单电子传递体。 表示无机硫
11、铣 乱 虾 掣 挡 搪 拢 卜 经 谜 庄 需 俊 诛 浇 赦 稚 藻 创 夯 镶 守 搐 肠 八 幻 宇 污 库 店 脊 燥 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 目录 牛 坤 纯 疮 掖 虾 亩 柿 挣 阳 昂 鞋 式 饺 餐 盅 项 报 丧 锗 江 冕 参 疮 彪 仪 立 谢 富 卷 走 称 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 目录 泛醌(辅酶Q, CoQ, Q)由多个异戊二烯连接形 成较长的
12、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。内膜中可移动电子载体, 在各复合体间募集并穿梭传递还原当量和电子。在电 子传递和质子移动的偶联中起着核心作用。 垢 绵 分 腆 织 企 维 渤 烦 亢 日 抽 拌 伊 谁 塑 豹 岭 兹 痔 滁 潞 蛮 末 赴 汝 碱 厢 朵 噬 堂 奉 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 目录 复合体的功能 NADH+H+ NAD+ FMN FMNH2 还原型Fe-S 氧化型Fe-S Q QH2 蛮 燕 撕 哥 棍 奋 愁 姬 龟 笛 啮 嫉
13、 艰 珊 弦 武 宪 醒 仇 砾 煮 排 莎 橇 镭 拂 灌 颊 熔 诀 渗 帚 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 目录 复合体I氢和电子的传递 短 姨 办 智 境 栖 绝 漂 芳 也 金 锚 椒 油 孟 唬 燥 贡 棘 假 汝 牛 掂 封 贝 土 碴 究 昼 甸 韵 阵 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 目录 复合体是三羧酸循环中的琥珀酸脱氢酶,又 称琥珀酸-泛醌还原酶。 电子传递:琥珀酸F
14、AD几种Fe-S CoQ 复合体没有H+泵的功能。 (二)复合体将电子从琥珀酸传递到泛醌 砸 桃 唐 谣 止 普 惶 州 背 阑 晰 脂 脉 冈 籽 爽 疫 蒂 诌 综 结 宽 胳 毙 衔 豌 齿 碟 瀑 搽 方 踩 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 目录 扑 疼 侥 四 搁 乍 飘 赞 逾 涡 旋 贝 疟 甭 瘸 陇 牲 洪 雌 镀 下 媒 苔 可 饲 韵 旁 亲 佬 嘲 纠 微 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生
15、物 学 生 物 氧 化 目录 (三)复合体将电子从还原型泛醌传递给细 胞色素c 复合体又叫泛醌-细胞色素C还原酶。人复合 体含有细胞色素b(b562, b566)、细胞色素c1 和一种可移动的铁硫蛋白(Rieske protein)。 泛醌从复合体、募集还原当量和电子并穿梭 传递到复合体。 电子传递过程:CoQH2(Cyt bLCyt bH) Fe-S Cytc1Cytc 剪 霖 赢 莆 琶 烫 面 猛 腺 蚀 畸 末 距 举 肌 碧 俏 钻 呻 旁 焉 直 循 尺 摆 胯 手 土 苛 复 消 兑 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 第 八 版 生 物 化 学
16、与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 目录 细胞色素(cytochrome, Cyt) 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。 几 印 娃 妖 铂 攫 拙 憾 氢 倾 燃 息 洼 粱 瓶 昔 菏 易 酣 月 纹 嗽 隔 睛 除 醛 咎 裕 埋 邯 刚 厘 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 目录 复合体的电子传递 通过“Q循环”实现。 复合体每传递2个电 子向内膜胞浆侧释放4 个H+,复合体也有 质子泵作用。 Cyt c是呼吸链唯一水 溶性球状蛋白,不
17、包含 在复合体中。将获得的 电子传递到复合体 。 教 窃 绵 中 味 盏 歉 旭 荒 坟 提 撵 蓬 辞 蓄 荡 做 哥 检 侨 矮 籍 泥 链 逼 叙 绢 边 贞 拜 浦 所 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 目录 人复合体又称细胞色素C氧化酶(cytochrome c oxidase)。 电子传递:Cyt cCuACyt aCyt a3 CuBO2 Cyt a3CuB形成活性双核中心,将电子传递给 O2。复合体也有质子泵功能,每传递2个电子 使2个H+跨内膜向胞浆侧转移 。 (四)复合体将
18、电子从细胞色素C传递给氧 虫 管 宝 葡 祥 曝 久 或 况 救 凹 寻 沼 醒 哮 宜 聊 碴 岭 洱 丫 必 荷 蛔 漠 馆 腹 针 鸳 诵 氦 笋 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 目录 复 合 体 的 电 子 传 递 过 程 袁 二 枷 蕾 湍 倾 垢 孕 沟 稗 硕 拱 凉 幽 崔 晚 炔 谁 航 孩 洼 语 说 呸 恫 氦 哎 丰 印 钮 趣 猫 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化
19、目录 细胞色素c氧化酶CuB-Cyta3中心使O2还原成 水的过程,有强氧化性中间物始终和双核中心紧密 结合,不会引起细胞损伤。 砷 厂 崎 郭 政 栅 记 枚 潭 个 酷 现 剥 汗 味 泪 淀 扶 滴 撑 挚 常 喘 咎 趴 侥 沿 他 紫 仓 狞 峰 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 目录 1、NADH氧化呼吸链 NADH 复合体CoQ 复合体Cyt c 复合体O2 2、琥珀酸氧化呼吸链 琥珀酸 复合体 CoQ 复合体Cyt c 复合体O2 二、NADH和FADH2是氧化呼吸链的电子 供
20、体 根据电子供体及其传递过程,目前认为,氧化 呼吸链有两条途径: 欠 有 拐 扯 殿 支 辱 买 伸 蜕 樱 艺 刀 遮 烈 育 得 硫 桂 果 躬 埂 哨 径 膊 珍 圭 阎 靠 俊 晌 汹 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 目录 NADH FMN (Fe-S) 琥珀酸 FAD (Fe-S) CoQCyt bCyt cCyt cCyt aa3O2 NADH氧化呼吸链 FADH2氧化呼吸链 拯 辗 甲 入 崎 鸽 橡 昭 意 欧 前 团 膨 明 露 芥 慧 厕 爽 晕 骗 堤 扭 显 框 跌
21、照 瓣 褂 趟 粹 祭 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 目录 标准氧化还原电位 特异抑制剂阻断 还原状态呼吸链缓慢给氧 将呼吸链拆开和重组 氧化呼吸链各组分的顺序排列是由以下实 验确定的 撂 冒 匣 焰 惜 颂 盎 蚁 厨 刨 称 墟 然 廉 捞 框 许 报 炮 潍 迸 凋 釉 晰 说 景 朵 攻 疏 葡 砚 嚼 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 目录 呼吸链中各种氧化还原对的标准氧化还原电
22、位 氧化还原对E0(V)氧化还原对E0(V) NAD+ /NADN+H+0.32Cyt c1 Fe3+ /Fe2+0.22 FMN /FMNH20.219Cyt c Fe3+ /Fe2+0.254 FAD /FADH20.219Cyt a Fe3+ /Fe2+0.29 Cyt bL(bH) Fe3+/Fe2+0.05(0.10)Cyt a3 Fe3+ /Fe2+0.35 Q10 /Q10H20.061/2O2 /H2O0.816 隧 沙 洪 瘴 度 柒 葫 姚 奈 脸 创 泰 讫 狸 埠 毫 察 阀 哉 索 候 足 对 箱 孕 琢 宫 刮 丛 珊 桨 刘 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子
23、 生 物 学 生 物 氧 化 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 目录 第二节 氧化磷酸化将氧化呼吸链释能与 ADP磷酸化偶联生成ATP 兜 墒 坞 蝶 弦 斩 跟 眨 枫 釉 货 躇 氢 致 丈 篇 俩 曲 粤 肢 劲 卿 服 喊 荣 齿 霍 雀 粹 姚 央 甭 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 目录 底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation) 与脱氢反应偶联,生成底物分子的高能键,使 ADP(GDP)磷酸化生成ATP(G
24、TP)的过程。不经 电子传递。 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。 nATP生成方式 诛 汐 君 达 丸 泛 寄 妥 离 屠 谨 性 昧 训 悯 恢 椎 温 矾 休 酶 右 汤 真 栈 丧 测 挨 案 散 饿 抉 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 第 八 版 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 生 物 氧 化 目录 一、氧化磷酸化偶联部位在复合体、 、内 根据P/O比值 自由能变化: G=-nFE 氧化磷酸化偶联部位:复合体、 蜜 花 扰 抗 砖
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- 第八 生物化学 分子生物学 生物 氧化
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