06生物氧化.ppt

第一节 生物氧化概述 一、生物氧化及其特点 二、生物氧化过程中CO2的生成 三、生物氧化过程中H2O的生成 四、有机物在体内氧化释能的三个阶段 一 生物氧化及其特点 高能化合物 高能化合物类型 ATP的特点 ATP在能量转运中地位和作用 二 CO2的生成 三 H2O的生成 四 生物氧化的三个阶段 第二节 线粒体电子传递体系  一、线粒体结构特点 二 线粒体呼吸链 三.呼吸链的组成 烟酰胺脱氢酶类 黄素蛋白酶类 铁硫蛋白 铁硫蛋白的结构及递电子机理 CoQ CoQ的结构和递氢原理 细胞色素 细胞色素血红素的结构 NADH呼吸链 NADH呼吸链电子传递和水的生成 呼吸链中电子传递时自由能的下降 电子传递链标准氧化还原自由能变化 NADH呼吸链电子传递过程中自由能变化 五 电子传递 抑制剂 第三节 氧化磷酸化作用 磷氧比（ P/O ） 二、氧化磷酸化的偶联机理 化学渗透假说(chemiosmotic hypothasis) 支持化学渗透假说的实验证据： 1.氧化磷酸化作用的进行需要封闭的线粒体内膜存在。 2.线粒体内膜对H+ OH- K+ Cl-都是不通透的。 3.破坏H+ 浓度梯度的形成（用解偶联剂或离子载体抑制剂）必然破坏氧化磷酸化作用的进行。 4.线粒体的电子传递所形成的电子流能够将H+ 从线粒体内膜逐出到线粒体膜间隙。 5.大量直接或间接的实验证明膜表面能够滞留大量质子，并且在一定条件下质子能够沿膜表面迅速转移。 H+如何通过电子传递链“泵”出的？ 化学渗透假说原理示意图 线粒体电子传递和H+排出的数目和途径 线粒体ATP合酶 Boyer和Walker的工作 ATPase的旋转催化模型 ATP酶作用机理 三、氧化磷酸化的解偶联和抑制 磷酸化抑制剂 与F0结合，阻断H+通道，从而抑制ATP合成。如：寡霉素（oligomycin）、二环己基碳化二亚胺(dicyclohexyl carbodiimide， DCC)： 解偶联剂（uncoupler） 使氧化和磷酸化脱偶联，氧化仍可以进行，而磷酸化不能进行，解偶联剂为离子载体或通道，能增大线粒体内膜对H+的通透性，消除H+梯度，因而无ATP生成，使氧化释放出来的能量全部以热的形式散发。动物棕色脂肪组织和肌肉线粒体中有独特的解偶联蛋白(uncoupling proteins， UCPs)，与维持体温有关。常用解偶联剂主要有： 质子载体： 2，4-二硝基酚(DNP)，羰基-氰-对-三氟甲氧基苯肼(FCCP)。 质子通道：增温素（thermogenin）。 其它离子载体：如缬氨霉素。 某些药物：如过量的阿斯匹林也使氧化磷酸化部分解偶联，从而使体温升高。 2,4-二硝基苯酚的解偶联作用 四、 线粒体外NADH的氧化磷酸化作用 ?-磷酸甘油穿梭 苹果酸-草酰乙酸穿梭作用 五 葡萄糖彻底氧化生成ATP的总结算 合成一个ATP分子是由3个H+通过ATP合酶所驱动，多余的一个H+ ，可能用于将ATP从基质运往膜外细胞溶胶。因此一对电子从NADH传至02，所产生的 ATP分子数是2.5个。在细胞色素还原酶的水平进人电子传递链的电子，如琥珀酸，或细胞液中的NADH，它们的电子对只产生1.5个ATP分子。这样，当一分于葡萄糖彻底氧化为CO2和水所得到的ATP分子数和过去传统的统计数(36个ATP)少了6个ATP分子，成为30个。 六、能 荷 第四节 其它氧化系统 其它氧化体系 微粒体中的氧化酶 过氧化物酶体中的氧化酶类 1）过氧化氢酶 2H2O2 2H2O + O2 2）过氧化物酶 R + H2O2 RO + H2O 或 RH2 + H2O2 R + 2H2O 3）超氧化物歧化酶（SOD） 2 O2- + 2H H2O2 + O2 2） 加双氧酶 O2 色氨酸加双氧酶 色氨酸 甲酰犬尿氨酸 总反应: NADH+H++1/2O2→NAD++H2O ΔG°′=-220.07千焦·mol-1 总反应：FADH2+1/2O2→FAD+H2O ΔG°′ =-193.0千焦·mol-1 FADH2呼吸链电子传递过程中自由能变化 NADH FMN CoQ Fe-S Cyt c1 O2 Cyt b Cyt c Cyt aa3 Fe-S FMN Fe-S 琥珀酸 复合物 II 复合物 IV 复合物 I 复合物 III 鱼藤酮 安密妥 抗霉素A 氰化物 CO 抗霉素 A的抑制部位 NAD FP Q b c aa3 NAD