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才思教育考研考博全心全意 中国农业大学食品学院生物化学课后习题讲解 第四章生物氧化 一． 生物氧化概论 生物氧化的涵义 一切生物都靠能量维持生存，生物体所需的能量大都来自体内糖、脂肪、蛋白质等有机物的氧化 人们把有机分子糖、脂、蛋白质等在活细胞内氧化分解，产生CO2、H2O 并释放能量形成ATP 的过程称生 物氧化 生物氧化的特点 体温条件下，有机分子经系列酶促反应，逐步氧化释能，可以使放出的能量得到最有效的利用。 在氧化过程中产生的能量一般都贮存在一些特殊的化合物中，主要是ATP。 二． 生物氧化体系的类型 无传递体的生物氧化体系(一酶体系) 代谢经氧化酶或需氧脱氢酶作用后，直接以1 分子氧为受体生成H2O 或H2O2 由需O2 脱氢酶催化产生的H2O2，可用来氧化体内的其它物质或分解为H2O 及O2 氧化酶体系：氧化酶的作用为其分子中的金属离子(如Cu2+) 直接从代谢物中脱出氢取得电子；将电子传给 分子氧使之活化，活化氧(O2-)与游离在溶液中的H+结合成水由氧化酶催化的反应不能在无氧情况下进行， 因为不能用其它受氢体代替氧，如：多酚氧化酶和抗坏血酸酶 需氧脱氢酶体系：需氧脱氢酶能激活代谢物中的氢，将脱出的氢和一对电子传递给脱氢酶的辅酶；有氧条 件下，还原态辅酶(FMNH2和FADH2)能将由氢放出的2 个电子传给分子氧使之活化成过氧离子；无氧条件 下,还原态辅酶(FMNH2和FADH2)能将由氢放出的2 个电子传给亚甲蓝或醌为受氢体而使反应进行 需传递体的生物氧化体系 生物体内的主要氧化体系，由不需氧脱氢酶及一种或一种以上的传递体参加反应 电子传递过程:还原型辅酶或辅基通过电子传递再氧化，这个过程称电子传递过程 85 电子传递链：电子从还原型辅酶或辅基通过一系列电子亲和力递增顺序排列的电子载体传递到分子氧所经 历的途径 电子传递链的特点 电子载体按照亲电子力递增的顺序排列，电势自高向低；电子传递过程中伴随着自由能的释放，释放的自 由能可用来合成ATP；原核细胞存在于质膜上，真核细胞存在于线粒体上的内膜上；生物体有两条典型的 电子传递链即NADH 呼吸链和FADH2 呼吸链；NADH 呼吸链：是由NAD-脱氢酶或-NADP 脱氢酶、黄酶、 辅酶，细胞色素体系和一些铁硫蛋白组成的氧化还原体系；FADH2 呼吸链：与NADH 呼吸链相比，底物 脱下的氢不经NAD 而直接交给黄酶的辅基FAD，即少了NADH 呼吸链中的前面的一个组分； 线粒体酶 参与物质代谢的酶类: 三羧酸循环,脂肪酸氧化；电子传递相关酶:电子传递到氧分子,形成水,释放出自由 能； 更多资料下载： 才思教育考研考博全心全意 ATP 合酶:合成ATP；物质能量运输有关酶或蛋白类,ATP/ADP 交换体 三．电子传递链的组成和性质 1.NADH-Q 还原酶：NADH 脱氢酶，复合体I，相对分子量850kD，至少34 条多肽链；辅基，FMN,Fe-S,UQ 电子传递过程：NADH→FMNH2；NADH+H++FMN→FMNH2+NAD+；FMNH2→Fe-S 2Fe3+→2Fe2+；FeS→QH2；是否有Q 的循环过程？释放自由能的过程,-69.5KJ/mol,将四个质子排出细胞 基 质。 2. 辅酶Q：泛醌, 脂溶性辅酶, 可与膜结合或游离 CoQ 不但可接受NADH 脱氢酶的氢，还接受线粒体其它黄素酶类脱下的电子和氢，在电子传递链中居于中 心位置。 呼吸链中是一个和蛋白质结合不紧的辅酶，使它在黄素蛋白类和细胞色素之间能够作为一种灵活的载体而 起作用。电子除以上两种来源外，还可以接受来自3-磷酸甘油脱氢酶FADH2，或脂酰COA 脱氢酶FADH2 转移来的一对电子。 3. 琥珀酸-Q 还原酶：复合体II，嵌在线粒体内膜内的酶蛋白，完整酶包括琥珀酸脱氢酶，辅基FADFe-S, 和 （或）Cytb562 电子传递过程 4. 细胞色素还原酶：复合体III, 辅酶Q-细胞色素c 还原酶,细胞色素bc1 复合体,bc1，辅基:血红素b562b566 c1 和Fe-S 电子转移途径 QH2(e)→Fe-S→cytC1→cytC Q- (e)→b566→b562→QH2 Q 循环 作用:将电子从QH2 转移到细胞色素C；标准自由能释放-36.7Kj/mol，将四个质子排出基质。 细胞色素:一类含有血红素辅基的电子传递蛋白质的总称；还原型的细胞色素具有明显