生物化学-06生物氧化讲解.ppt

生 物 氧 化 Biological Oxidation;第一节 生物氧化概述;一 生物氧化的概念及特点;* 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。;CO2的生成;H2O的生成;2.生物氧化的特点 (1) 生物氧化是在生物细胞内进行的酶促氧化过程，反应条件温和（水溶液，中性pH和常温）。 (2) 氧化进行过程中，必然伴随生物还原反应的发生。 (3) 水是许多生物氧化反应的氧供体。通过加水脱氢作用直接参予了氧化反应。 (4) 在生物氧化中，碳的氧化和氢的氧化是非同步进行的。氧化过程中脱下来的氢质子和电子，通常由各种载体，如NADH等传递到氧并生成水。;(5) 生物氧化是一个分步进行的过程。每一步都由特殊的酶催化，每一步反应的产物都可以分离出来。这种逐步进行的反应模式有利于在温和的条件下释放能量，提高能量利用率。 (6) 生物氧化释放的能量，通过与ATP合成相偶联，转换成生物体能够直接利用的生物能ATP。;脂肪; 生物能是一种能够被生物细胞直接利用的特殊能量形式。;二、生化反应中自由能的变化;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：计算下反应式ΔGo′;1. 生物体系中的高能磷酸酯类化合物;高能化合物的类型 ;2. ATP的特点及其特殊作用;ATP的特殊作用;第二节 电子传递链;一、电子传递链; 线粒体基质是呼吸底物氧化的场所，底物在这里氧化代谢所产生的NADH和FADH2，将其携带的质子和电子转移到内膜的载体上，经过一系列氢载体和电子载体的传递，最后传递给O2生成H2O。这种由载体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。;三、呼吸链的组成及排列顺序;2. 呼吸链各复合体在线粒体内膜中的位置;（1）复合体Ⅰ: NADH-泛醌还原酶;① NAD+和NADP+的结构;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(简写为Fe-S)是一种与电子传递有关的蛋白质，它与NADH?Q还原酶的其它蛋白质组分结合成复合物形式存在。;S;复合体Ⅰ的功能 ;（2） 复合体Ⅲ: 泛醌-细胞色素c还原酶 ;泛醌（辅酶Q, CoQ, Q）由多个类异戊二烯连接形成较长的疏水侧链（CoQ10），氧化还原反应时可生成中间产物半醌型泛醌。;② 细 胞 色 素;细胞色素c：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。它与细胞色素c1含有相同的辅基，但是蛋白组成有所不同。在电子传递过程中，cyt.c通过 Fe3+ ? Fe2+ 的互变起电子传递中间体作用。;（3） 复合体Ⅳ: 细胞色素c氧化酶; 细胞色素c氧化酶;cyt.a和a3组成一个复合体，除了含有铁卟啉外，还含有铜原子。cyt.a a3可以直接以O2为电子受体。 在电子传递过程中，分子中的铜离子可以发生 Cu+ ? Cu2+ 的互变，将cyt.c所携带的电子传递给O2使其活化，并与质子结合生成水。;（4）复合体Ⅱ: 琥珀酸-泛醌还原酶; 琥珀酸-泛醌还原酶也是存在于线粒体内膜上的蛋白复合物, 它比NADH-泛醌还原酶的结构简单，由4个不同的多肽亚基组成。其活性部分含有辅基FAD和铁硫蛋白。 琥珀酸-泛醌还原酶的作用是催化琥珀酸的脱氢氧化和CoQ的还原。;4. NADH呼吸链和FADH2呼吸链;NADH呼吸链;5.电子传递链中各中间体的顺序;呼吸链中电子传递时自由能的下降;第三节 氧 化 磷 酸 化; 代谢底物在生物氧化过程中释放出的自由能，主要用于使ADP与无机磷酸作用生成高能化合物ATP（即ADP+Pi→ATP），这种氧化放能和ATP生成（磷酸化）相偶联的过程称氧化磷酸化。; P/O比;NADH;ATP;二、影响氧化磷酸化的因素;鱼藤酮 安密妥 ;三、线粒体外NADH的氧化磷酸化;1. ?-磷酸甘油穿梭;细胞液