第6章_生物氧化.ppt

第 六 章 生 物 氧 化 Biological Oxidation * 生物氧化的概念 * 生物氧化与体外氧化之相同点（Review） 物质在体内外氧化的耗氧量、终产物（CO2，H2O）和释放能量均相同。都遵循氧化还原反应的一般规律。 * 生物氧化的一般过程 第一节 生成ATP的氧化磷酸化体系The Oxidation System of ATP Producing 一、呼吸链 Respiratory Chain 概念：代谢物脱下的成对氢原子（2H）通过多种酶和辅酶所催化的连锁反应逐步传递，最终与氧结合生成水，这一系列酶和辅酶称为呼吸链又称电子传递链。 （Electron Transport Chain，ETC） 呼吸链各复合体在线粒体内膜中的位置 NAD+（NADP+），为大部分脱氢酶的辅酶， 为双电子传递体。 FMN结构中含核黄素（VB2），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?，为单、双电子传递体 泛醌 (CoQ，Q，UQ)： 是游离存在于线粒体内膜中的脂溶性有机化合物，含有多个异戊二烯侧链（人CoQ10） 复合体Ⅱ为TAC中的琥珀酸脱氢酶，又叫琥珀酸-泛醌还原酶 又叫泛醌-细胞色素c还原酶 人复合体Ⅲ含3种成分： Cytb (b562, b566); Cyt c; 可移动Fe-S蛋白 细胞色素（Cytochrome，Cyt） 是一类以铁卟啉为辅基的催化电子传递的酶类，根据吸收光谱不同分a、 b、c 三大类及不同的亚类 存在于呼吸链的Cyt主要有： Cyt a，a3，Cyt b，Cyt c，Cyt c1等。Cyt 都是单电子传递体 不同Cyt的铁卟啉辅基侧链结构不同 （一）氧化磷酸化偶联部位在复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ内 1、P/O比值 概念：P167 比较不同物质P/O比值实验测定结果，发现（了解）： NADH氧化呼吸链：P/O比值≈3，提示可有3个偶联部位。 1）复合体I （NADH与Q之间）； 2）复合体Ⅲ （Cytb与Cytc之间）； 3）复合体Ⅳ （Cytaa3与O2之间） 琥珀酸氧化呼吸链： P/O比值≈2，提示可有2个偶联部位 1）复合体Ⅲ （Cytb与Cytc之间） 2）复合体Ⅳ （Cytaa3与O2之间） （二） 氧化磷酸化的偶联机制是产生跨线粒体内膜的质子梯度（了解） 化学渗透假说(chemiosmotic hypothesis) 要点： 电子经呼吸链传递时，可将质子（H+）从线粒体内膜 的基质侧泵到内膜胞浆侧，产生膜内外质子电化学梯 度储存能量。当质子顺浓度梯度回流时驱动ADP与Pi生 成ATP。 三、氧化磷酸化作用可受某些内外源因素影响 （一）有3类氧化磷酸化抑制剂：P170 1、呼吸链抑制剂：阻断呼吸链中某些部位的电子传递过程 复合体Ⅰ抑制剂：鱼藤酮、粉碟霉素等 复合体Ⅱ抑制剂：萎锈灵 复合体Ⅲ抑制剂：抗霉素A 复合体Ⅳ抑制剂：CN-、CO、N3- 3、ATP合酶抑制剂同时抑制电子传递和ATP的生成 如：寡霉素可阻止质子从F0质子通道回流，抑制ATP生成 四、ATP在能量的生成、利用、转移和储存中起核心作用 高能磷酸键 水解时释放的能量大于21kJ/mol的磷酸酯键，常表示为?P。 高能磷酸化合物 含有高能磷酸键的化合物 核苷酸之间能量的转移 ATP的生成、储存和利用（ATP循环） 五、线粒体内膜对各种物质进行选择性转运 （一）胞浆中NADH通过穿梭机制进入线粒体氧化呼吸链 胞浆中NADH须经穿梭机制进入线粒体，再经呼吸链进行氧化磷酸化。 主要有2种穿梭方式： 1、α-磷酸甘油穿梭: 脑和骨骼肌 2、苹果酸-天冬氨酸穿梭：肝和心肌 1、α-磷酸甘油穿梭 抗氧化酶体系 谷胱甘肽过氧化物酶 3、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD) 1、过氧化氢酶(catalase) 又称触酶，其辅基含4个血红素 2H2O2 2H2O + O2 过氧化氢酶 标准氧化还原电位 拆开和重组 特异抑制剂阻断 还原状态呼吸链缓慢给氧 （二）氧化呼吸链组分按氧化还原电位由低到高的顺序排列 由以下实验确定: P165 呼吸链中各种氧化还原对的标准氧化还原电位 0.816 1/2O2 /H2O 0.06 Q10 /Q10H2 0.35 Cyt a3 Fe3+ /Fe2+ 0.05(0.10) Cyt bL(bH) Fe3+/Fe2+ 0.29 Cyt a Fe3+ /Fe2+ －0.219 FAD /FADH2 0.254 Cyt c Fe3+ /Fe2+ －0.219 FMN /FMNH2 0.22 C