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第八章新陈代谢总论与生物氧化Metabolism biological oxidation §8.1新陈代谢 磷氧键型 b)焦磷酸化合物 c)烯醇磷酸化合物 磷氮键型 硫酯键型 化学渗透学说: 认为呼吸链存在于线粒体内膜上,当氧化进行时, 呼吸链起质子泵的作用, 质子被泵出线粒体内膜之外侧, 造成了膜内外两侧间跨膜的化学电位差, 后者被膜上ATP合成酶所利用, 使ADP与Pi合成ATP 三.生物氧化体系及酶类 1.呼吸链(电子传递体系) 代谢物上的氢原子被脱氢酶激活脱落后,经一系列的传递体,最后传递给被激活的氧,并与之结合生成水的全部体系称之 氢的最初受体不同,典型的呼吸链有两条:NADH呼吸链和FADH2呼吸链 2.呼吸链的组成 递H体:NAD+(NADP+)、FMN(FAD)、CoQ 递e体:Fe-S、Cyto NADH呼吸链和FADH2呼吸链 线粒体内膜 Ⅰ: NADH脱氢酶复合物(NADH-CoQ); Ⅲ: Cytbc复合物(CoQ-Cytc); Ⅳ: 细胞色素氧化酶(Cytaa3);Ⅱ: 琥珀酸-CoQ还原酶复合物. a.烟酰胺(尼克酰胺)脱氢酶类 NAD+(NADP+) NADH(NADPH) + H+ +2H –2H 以NAD+、NADP+为辅酶 b.黄素脱氢酶类 MH2 + 酶-FMN M + 酶-FMNH2 MH2 + 酶-FAD M + 酶-FADH2 以FMN、FAD为辅基 c.铁硫蛋白类 含非卟啉Fe以及不稳定的S, 借铁变价来递电子 铁硫中心有的在NADH脱氢酶中, 有的在Cytb、c1中 d.辅酶Q类 CoQ是H的递体, 不能从底物上接受H, 其递H是分两步进行的: H++e H++e 半醌型 中间物 还原型 辅酶Q e.细胞色素类 类型: b、c、c1、a、a3 (辅基与蛋白连接方式不同) 典型线粒体呼吸链中Cyt的顺序为: Fe-S 2Cu 以铁卟啉为辅基的蛋白质, 以铁变价来递电子 　　　b → c1→ c → aa3→? O2 b、c、c1辅基为血红素 a、a3辅基为血红素A c、c1辅基与蛋白以硫醚键共价结合 b、a、a3与蛋白以非共价结合 b、c1、c、a 不能与O2、CO、CN-结合 (6键均用完) a3可与O2、CO、CN-结合(剩一个配键) aa3难分开, 称细胞色素氧化酶或末端氧化酶 硫醚键 3.呼吸链中传递体的顺序 各传递体有严格的顺序(方向) 测定 测E0′值 抑制剂阻断电子流, 确定氧化还原态 体外实验 对氧化还原反应　　?G= - nF?E 标态: 25℃ 1atm pH7.0 1mol/L E0′ 则　　?G0′= - nF?E0′　　　 　　　　 ?E0′0 自发 电子流方向E0′由低→高 NADH→(FMN→Fe-S)→CoQ→b→(Fe-S)→c1→c→a→(Cu+→Cu2+)→a3→?O2 -0.32 +0.045 +0.07 +0.215 +0.235 +0.385 +0.815 FADH2 -0.18 四.氧化磷酸化作用 1.底物水平磷酸化 指底物氧化时,直接形成磷酸高能键 氧化产能 维持体温 通过磷酸化偶联转移至ATP 伴随放能的氧化作用而进行的磷酸化作用 底物水平磷酸化 电子传递体系磷酸化 X~ Pi + ADP → ATP + X 甘油酸-1,3-二磷酸 甘油酸磷酸激酶 甘油酸-3-磷酸 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的过程 磷酸化部位恰好位于抑制剂作用位点, 且?E0′0.16V 研究方法 测磷氧比 计算?G0′, 推断耦联部位 抑制阻断 NADH→?O2 有3处氧化磷酸化 FADH2→?O2 有2处氧化磷酸化 P/O比: 每耗1mol原子氧所消耗无机磷酸的摩尔数 　　　 或每耗1mol原子氧所生成的ATP数 P/O=3(2.5) P/O=2(1.5) -0.30 +0.045 +0.07 +0.215 +0.235 +0.385 +0.815 FADH2 -0.18 ?G0′= – nF?E0′ –30.51= –2×96.49×?E0′ ?E0′=0.16V 当 ?G0′ 0 自发 即 ?E0′ 0 满足 ?E