第9章 生物氧化第9章 生氧化物氧化.ppt

1 生物氧化( Biological oxidation) ? 营养物质在动物机体内氧化，生成二氧化碳和水，并有能量释放。这个过程在细胞中进行，宏观上表现为呼吸作用，因此也将生物氧化称为组织氧化或细胞氧化、组织呼吸或细胞呼吸。 不同于有机物质在体外的剧烈燃烧，伴随着大量热能的释放，生物氧化在温和的条件下进行，能量缓慢的释放。 动物机体能量的产生与转移与利用 营养物质经过生物氧化生成二氧化碳和水，在此过程中释放能量。其中一部分以热的形式释放，另一部分被“截获”并储存到ATP分子中（使ADP+Pi ATP, 即磷酸化），可以作为有用功在各种生理活动，如肌肉收缩（机械能）、神经传导（电能）、生物合成（化学能）、分泌吸收（渗透能）中利用。 因此，ATP（三磷酸腺苷）被称为机体中通用的能量货币。  2 ATP （三磷酸腺苷）  2.1 ATP的分子结构和高能磷酸键 2.3 ATP以偶联反应的方式推动非自发的反应 例如，细胞中合成脂肪酸时有以下反应： ? 乙酰CoA + CO2 丙二酸单酰CoA ΔG = +18.84kJ/moL，不能自发进行。 乙酰CoA羧化酶（生物素为辅酶）催化以下反应： 1．E-生物素 + CO2 + ATP +H2O E-生物素- CO2 + ADP + Pi ΔG = - 17.58 kJ/moL 2. E-生物素- CO2 + 乙酰CoA E-生物素 + 丙二酸单酰CoA ΔG = -1.00 kJ/moL 总反应为： 乙酰CoA + CO2+ ATP +H2O 丙二酸单酰CoA + ADP + Pi ΔG = -18.59kJ/moL 2.4 ATP的生成方式 1. 底物水平的磷酸化（回忆糖的分解代谢） 2. 氧化磷酸化 (oxydative phosphorylation ) 底物脱下的氢（2H 2H+ + 2e）经过呼吸链( respiratory chain) 或电子传递系统( electronic transport system )的传递最后交给氧，并与之结合生成水。在此过程中,氧化释放的部分能量以高能磷酸键的形式储存在ATP分子中 （ADP+Pi ATP），这种氧化过程与磷酸化过程的偶联称为氧化磷酸化 。这是需氧生物合成ATP的主要方式。 不需氧脱氢酶 辅酶Q（CoQ，泛醌） 细胞色素（Cyt） 铁硫复合物（又称铁硫中心，FeS） 细胞色素aa3，即细胞色素c氧化酶 这些成分在呼吸链上以一定的顺序排列传递电子和氢，构成电子传递系统（Electronic Transport System） 不需氧脱氢酶 底物脱下的氢交给氢或电子的传递体，而氧并不是氢的 直接受体。 举例: 3-磷酸甘油醛脱氢酶（NAD） 异柠檬酸脱氢酶（NAD） NADH-CoQ还原酶（FMN） 琥珀酸-CoQ还原酶（FAD） CoQ-细胞色素c还原酶（铁卟啉辅基） 辅酶Q （泛醌，CoQ） 细胞色素（Cytochrome, Cyt ） 细胞色素是一类含血红素的电子传递蛋白，Fe原子处于血红素环中央，借助化学价的变化（Fe++/Fe+++）传递电子。 有十几种细胞色素，不同的细胞色素对特定波长的可见光有不同的吸收。 Cyt c和c1的血红素与蛋白部分共价结合。 Cytaa3又称细胞色素c氧化酶,处于呼吸链的末