第1生物氧化精要.ppt

* 生物氧化的一般过程 3. 生物氧化与体外氧化的相同点 化学本质相同，都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。 4. 生物氧化与物质代谢的关系 ------生物氧化是物质代谢的基本反应之一 需氧脱氢酶 一切以FMN或FAD为辅基的酶或传递体都可称为黄酶。 作用是不经细胞色素或其他传递体而将氢直接交给分子氧，生成过氧化氢。作用模式如下： （一）呼吸链 H+ 线粒体内重要代谢物的氧化途径 1. 脱氢 NAD+和NADP+为辅酶的脱氢酶：递氢体。 二者的递氢部位是烟酰胺部分，为VB5。 2. NADH被黄素酶氧化 FMN和FAD为辅基：递氢体 最重要的是NADH脱氢酶（ FMN为辅基） 和琥珀酸脱氢酶（ FAD为辅基） 辅基的异咯嗪及核醇部分为VB2（核黄素） FMN结构 　 FMN和FAD递氢机制 3. 还原型黄素酶释放两个电子， 经Fe-S传递给CoQ Fe-S为铁硫中心或铁硫簇，含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。 铁原子进行Fe2+ ? Fe3++e 反应，为单电子传递体。 4. CoQ接受Fe-S传递来的2个电子， 并吸收线粒体基质中的2个H+ 成为还原型QH2 Co Q又叫泛醌，侧链含多个异戊二烯。 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结合2个H，为递氢体。 5. QH2被细胞色素氧化 细胞色素（Cytochrome, Cyt）以铁卟啉为辅基 呼吸链中主要有a、b、c三类（吸收光谱和吸收峰不同）。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。 Cyt b、c的铁卟啉与血红素相同； Cyt a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。 呼吸链各复合体在线粒体内膜中的位置 呼吸链的特点 1 随着各电子传递体的还原电位?，对电 子亲和力?，电子逐步传递到氧，每一 次传递都释放能量 2 各电子传递体以复合体形式存在，按 序整合，连续，高速 3 分布不对称（Mit内膜上） 贯穿：NADH脱氢酶 偏外：C1，a 便于方便地传递H+ 偏内：a3 1、细胞色素氧化酶体系 以铁卟啉为辅基，因为有颜色，所以称细胞色素。 种类很多，有存在于线粒体中的aa3、b、c、c1和存在于微粒体中的b5，P-450等， 活性中心是卟啉环的铁离子(Fe2+/Fe3+)，功能是传递电子。 2、过氧化氢酶与过氧化物酶 含铁卟啉 这两种酶在生物组织中起消除H2O2的“解毒”作用。 反应模式如下： 3、酚氧化酶体系 含Cu 在呼吸过程中的作用如下： 4、抗坏血酸氧化酶体系 含Cu 在这一末端氧化酶体系参与的呼吸链中还需要谷胱甘肽(GSH)在NADP和抗坏血酸之间作递氢体。 复合体Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ是氧化磷酸化偶联部位 根据P/O比值推测氧化磷酸化偶联部位 P/O≈1， (0.5) 合成1个ATP P/O1.5, ≈2, 合成 2个ATP P/O2.5, 合成 3个ATP 自由能变化 ATP ? ADP +Pi ATP中 ~P ： ?G0’ = –30.5KJ/mol ?G0’ = –nF ?E0’= –2?96.5 ?E0’ 令上式= –30.5, 则?E0’ =0.158 四、影响氧化磷酸化的因素 如DNP的解耦连作用： 　　　脂溶性，其质子化形式和共轭碱形式可穿过线粒体内膜→进入基质侧释出H+，返回胞液侧结合H+→破坏电化学梯度。 （四）线粒体DNA （ mtDNA)突变 　 mtDNA为裸露的环状双螺旋结构→易受氧自由基的损伤→突变?氧化磷酸化??ATP?。 mtDNA编码呼吸链13条多肽链的基因、22个tRNA的基因、2个rRNA基因。 五、线粒体外NADH（EMP）的氧化磷酸化 --- 底物脱下的氢的一对电子通过NADH呼吸链传递给氧原子，期间分别有4、4、2共5对质子从线粒体的基质转移到膜的间隙中。呼吸链发挥了质子泵的作用。 --- 结果在线粒体内膜的两侧形成了质子的电化学梯度，积蓄了很大的自由能。 --- 当质子顺电化学梯度通过基粒返回到基质时，有自由能释放。释放能量在内膜粒子的ATP合酶（F