第五章生物氧化2010课件.ppt

第 五 章 生 物 氧 化 Biological Oxidation 第 五 章 生 物 氧 化 Biological Oxidation * 生物氧化的概念 生物氧化的主要生理意义 为生物体提供能量。  生物氧化与体外氧化之相同点 * 生物氧化的一般过程 第一节  线粒体氧化体系 The Oxidation System of ATP Producing 一系列酶和辅酶按照一定的顺序排列在线粒体内膜上，可以将代谢物脱下的氢（H＋＋e）逐步传递给氧生成水同时释放能量，这种由一系列酶和辅酶组成的电子传递系统称电子传递链（eclctron transfer chain),因为其功能和呼吸作用直接相关，亦称为呼吸链。 二、呼吸链的组成 呼吸链各复合体在线粒体内膜中的位置 （一）复合体Ⅰ: NADH-泛醌还原酶 Complex I结构示意图 NADH?泛醌还原酶 即复合物I，它的作用是催化NADH的氧化脱氢以及Q的还原。所以它既是一种脱氢酶，也是一种还原酶。 NADH?Q还原酶的活性部分含有辅基FMN和铁硫蛋白。 FMN的作用是接受脱氢酶脱下的电子和质子，形成还原型FMNH2。还原型FMNH2可以进一步将电子转移给Q。 NADH?Q还原酶 NADH + Q + H+ ========= NAD+ + QH2 1. 烟酰胺核苷酸 NAD+：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(Nicotinamide Adenine Dinucleotide) ，又叫CoⅠ，主要作为呼吸链的一个组分，起递氢体作用； NADP+：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(Nicotin-amide Adenine Dinucleotide Phosphate) ，又叫CoⅡ，主要在还原性生物合成中作为供氢体。 二者的递氢部位是烟酰胺部分，为Vit PP。 2. 黄素辅基 FMN：黄素单核苷酸(Flavin Mononucleotide) FAD：黄素腺嘌呤二核苷酸(Flavin Adenine Dinucleotide) FMN和FAD中异咯嗪环起递氢体作用。 异咯嗪及核醇部分为Vit B2（核黄素）。 FMN结构 　 FMN和FAD递氢机制 3. 铁硫蛋白(Iron-sulfur protein, Fe-S) 又叫铁硫中心或铁硫簇。 含有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。 铁原子可进行Fe2+ ? Fe3++e 反应传递电子，为单电子传递体。 铁硫蛋白 铁硫蛋白分子中含有由半胱氨酸残基硫原子及无机硫原子与铁离子形成的铁硫中心（铁硫簇），一次可传递一个电子至CoQ。 4. 泛醌 (ubiquinone, UQ) 即辅酶Q（ Coenzyme Q， CoQ），属于脂溶性醌类化合物，带有多个异戊二烯侧链。 因其为脂溶性，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地结合2个H，为递氢体。 泛醌（CoQ） （二）复合体Ⅱ: 琥珀酸-泛醌还原酶 琥珀酸-Q还原酶是存在于线粒体内膜上的蛋白复合物。 其活性部分含有辅基FAD和铁硫蛋白。 作用是催化琥珀酸的脱氢氧化和Q的还原。 Complex Ⅱ结构示意图 （三）复合体Ⅲ: 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。 即复合物III, 它是线粒体内膜上的一种跨膜蛋白复合物，其作用是催化还原型QH2的氧化和细胞色素c（cytc）的还原。 QH2-cytc 还原酶 QH2 + 2cyt.c(Fe3+)==== Q + 2cyt.c(Fe2+)+ 2H+ QH2-cytc还原酶的活性部分主要包括细胞色素b和c1，以及铁硫蛋白（2Fe-2S）。 Complex Ⅲ结构示意图 是一类以铁卟啉为辅基的酶。 在生物氧化反应中，通过Fe3+ ? Fe2+ 的互变起传递电子的作用。 细胞色素为单电子传递体。 细胞色素可存在于线粒体内膜，也可存在于微粒体。存在于线粒体内膜的细胞色素有Cytaa3、b（b560，b562，b566）、c、c1；而存在于微粒体的细胞色素有CytP450和Cytb5。 细胞色素根据其铁卟啉辅基的结构以及吸收光谱的不同而分类。 铁卟啉辅基的分子结构 它是电子传递链中一个独立的蛋白质电子载体，位于线粒体内膜外表，属于膜周蛋白，易溶于水。 （四）复合体Ⅳ: 细胞色素c氧化酶 功能