第五章新陈代谢总论与生物氧化幻灯片.pptVIP

* 第七章 新陈代谢总论与生物氧化 一 新陈代谢总论 二 生物氧化 一 新陈代谢总论 （一） 新陈代谢的概念 新陈代谢 合成代谢 （同化作用） 分解代谢 （异化作用） 生物小分子合成为 生物大分子 需要能量 释放能量 生物大分子分解为 生物小分子 能量代谢 物质代谢 新陈代谢的共同特点： 1. 由酶催化，反应条件温和。 2. 诸多反应有严格的顺序，彼此协调。 3. 对周围环境高度适应。 （二） 新陈代谢的研究方法 1. 活体内(in vivo)与活体外实验(in vitro) 2. 同位素示踪 3. 代谢途径阻断 （三） 生物体内能量代谢的基本规律 自由能：生物体（或恒温恒压）用以作功的能量。在没有作功条件时，自由能转变为热能丧失。 熵：混乱度或无序性，是一种无用的能。 ΔG = ΔH - TΔS 对于 A +B ←→ C +D ΔG°= -2.303RTlgK K=[C][D]/[A][B] （四） 高能化合物与ATP的作用 高能化合物 磷酸化合物 非磷酸化合物 磷氧型 磷氮型 硫酯键化合物 甲硫键化合物 烯醇磷酸化合物 酰基磷酸化合物 焦磷酸化合物 二、 生物氧化 ——生物体内一切代谢物进行的氧化作用。 （一） 生物氧化的特点 1. 在体温、近于中性的含水环境中由酶催化。 2. 能量逐步释放，部分存于ATP。 3. 分为线粒体氧化体系和非线粒体氧化体系。 （二） CO2的生成 生物体内CO2的生成来源于有机物转变为含羧基化合物的脱羧作用。 直接脱羧 CH3CCOOH O CH3CHO + CO2 丙酮酸脱羧酶 （α-脱羧） HOOCC H2C COOH α β 丙酮酸羧化酶 CH3CCOOH + CO2 O O （Β-脱羧） 氧化脱羧 ：在脱羧过程中伴随着氧化（脱氢）。 HOOCCH2CHOHCOOH CH3CCOOH + CO2 NADP+ NADPH + H+ O （三） H2O的生成 代谢物脱下的氢经生物氧化作用和吸入的氧结合生成水。 生物体主要以脱氢酶、传递体及氧化酶组成生物氧化体系，以促进水的生成。 MH2 M 递氢体 递氢体H2 NAD+、NADP+、FMN、FAD、COQ 还原型 氧化型 Cyt递电子体 b, c1, c, aa3 2H+ 2e ? O2 O2- H2O 脱氢酶 氧化酶 1. 呼吸链（电子传递链） 根据接受氢的初受体不同，典型的呼吸链有两种：NADH呼吸链和FADH2呼吸链。 2. 呼吸链的组成 3. 呼吸链中传递体的顺序 MH2 NADH -0.32 FMN -0.30 CoQ +0.10 b +0.07 c1 +0.22 c +0.25 aa3 +0.29 O2 +0.816 FAD -0.18 鱼藤酮 安密妥 抑制剂： 抗霉素A 氰化物，CO， 叠氮化合物 （四） 氧化磷酸化作用 ——伴随着放能的氧化作用而进行的磷酸化。 ADP + Pi + 能量 → ATP AMP + PPi + 能量 →ATP 1. ATP的生成 （1）底物水平磷酸化 ：在被氧化的底物上发生磷酸化作用。 X~ + ADP → ATP + X P （2）电子传递体系磷酸化 ：电子从NADH或FADH2经过电子传递体系传递给氧形成水，同时伴有ADP磷酸化为ATP。 NADH→FMN→CoQ→b→c1→c→a→a3→O2 P P P 3ADP 3ATP P/O比值：在电子传递体系磷酸化中，在一定时间内所消耗的氧（以克原子计）与所产生的ATP数目的比值。 NADH的P/O=3 FADH2的P/O=2 2. 胞液中NADH的氧化磷酸化 NADH + H+ NAD+ 二羟磷酸丙酮 甘油-α-磷酸 线粒体内膜 甘油-α-磷酸穿梭作用 甘油-α-磷酸 FAD 二羟磷酸丙酮 FADH2 NADH→FMN→CoQ→b→c1→c→aa3→O2 酵解 NADH 草酰乙酸 天冬氨酸 NAD+ 苹果酸 苹果酸 NAD+ 草酰乙酸 NADH 天冬氨酸 NADH呼吸链 苹果酸-天冬氨酸转运NADH系统 3. 氧化磷酸化作用机理 化学渗透学说 氧化磷酸化作用的关键因素是质子（H+）梯度和完整的线粒体内膜。 化学偶联学说 形成高能中间产物，促使ATP生成。 结构偶联学说 Ared + Box 2e A*ox +Bred A*ox + ADP +Pi → Aox + ATP *