生物化学(合工大)第九章生物氧化.ppt

第九章 生物氧化 Biological Oxidation;一、生物能的转换及生物系统中的能流 二、自由能的概念及化学反应中自由能的计算 三、高能化合物;生物能的转换及生物系统中的能流;二、自由能的概念及化学反应中自由能的计算;2. 化学反应自由能的计算;计算磷酸葡萄糖异构酶反应的自由能变化;例题：计算下列反应式ΔG°′;三、高能化合物;1、高能化合物的类型 根据高能化合物键的特性可以分成以下几种类型： ① 磷氧键型;焦磷酸化合物;烯醇式磷酸化合物;② 氮磷键型;硫酯键型;甲硫键型;2.ATP的特点;ATP的特殊作用;第二节 生物氧化概述;二、生物氧化特点 ;生物氧化与体外氧化之相同点：;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。;三、生物氧化过程中CO2的生成和H2O的生成;CO2的生成;H2O的生成;四、生物氧化的三个阶段;;第三节 线粒体电子传递体系;一、线粒体结构特点; （1）代谢脱下的成对氢原子（2H）通过多种酶和辅酶所 催化的氧化还原反应逐步从高能向低能传递，最终 与氧结合生成水，其中释放的能量被用于合成ATP； （2）在真核生物细胞内，酶和辅酶按一定顺序排列在位 于线粒体内膜上；原核生物中，位于细胞膜上。 传递氢的酶和辅酶——递氢体 传递电子的酶和辅酶——递电子体 （3）此过程与细胞呼吸有关，此传递链称为呼吸链。 递氢体、递电子体都起传递电子的作用，又称电子 传递体。;呼吸链;三、呼吸链的组成和顺序;１.电子传递链中各中间体的顺序;复合体Ⅰ：NADH-CoQ还原酶;NAD+（NADP+）和NADH（NADPH）相互转变;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;泛醌（辅酶Q, CoQ, Q） ：带有聚异戊二烯侧链的苯醌，脂溶性，位于膜双脂层中，能在膜脂中自由泳动。它是电子传递链中唯一的非蛋白电子载体。;;复合体Ⅲ： CoQ -细胞色素C还原酶;细胞色素;功能：单电子传递体;;复合体Ⅳ：细胞色素氧化酶;复合体Ⅱ：琥珀酸- CoQ还原酶;总结; 由以下实验确定 ① 标准氧化还原电位 ② 拆开和重组 ③ 特异抑制剂阻断 ④ 还原状态呼吸链缓慢给氧 （根据电子传递体氧化还原态时的吸收光谱变化进行检测） ;　　　　　　　　e EO’（小） 　 EO’（大）;呼吸链中电子传递时自由能的下降;;四、线粒体外NADH的氧化; NADH+H+ ;NADH +H+ ;五、电子传递抑制剂;第四节 氧化磷酸化作用;二、氧化磷酸化的偶联部位;根据P/O比值和自由能变化 推测氧化磷酸化的偶联部位！ ;P/O比值： 物质氧化时，每消耗1mol O2所消耗无机磷的mol数（或ADP mol数），或每消耗1mol O2所生成的ATP的mol数。;电子传递链自由能变化 ;三、氧化磷酸化的偶联机理;;化学渗透假说;化学渗透假说示意图;Ⅲ;2. ATP合酶;3. 氧化磷酸化的解偶联作用;2,4-二硝基苯酚的解偶联作用; 寡霉素(oligomycin) 对电子传递及ADP磷酸化均有抑制作用。;不同底物和抑制剂对线粒体氧耗的影响 ;解偶联蛋白作用机制（褐色脂肪组织线粒体）;非线粒体氧化系统;本章重点