[理学]第5章 生物氧化.ppt

第六章 能量代谢和生物氧化 生理生化教研室 马玉涵 生物氧化 概述 呼吸链 氧化磷酸化 生物氧化的概念 生物氧化的特点 * 生物氧化的一般过程 高能化合物的共同特点是含有容易断裂的“活泼键”，水解时可释放大于21KJ/mol的能量，常用符号?表示。 ATP的特殊作用 ATP的生物功能 1.ATP是细胞内磷酸基团转移的中间载体; 2.ATP是产能反应和需能反应的重要能量介质; 3.生成核苷三磷酸(NTP) 能荷(energy charge) (Atkinson, 1968) 在总的腺苷酸中所负荷(含有)的高能磷酸基的量。 即 当全部腺苷酸都是ATP时,能荷=1; 当全部腺苷酸都是ADP时,能荷=0. 呼吸链 2. components of respiratory chain： 呼吸链各复合体在线粒体内膜中的位置 2. 复合体Ⅱ: 琥珀酸-泛醌还原酶 复合体Ⅲ: QH2（泛醌）-细胞色素c还原酶 功能：将电子从泛醌传递给细胞色素c 复合体Ⅳ: 细胞色素c氧化酶 功能：将电子从细胞色素c传递给氧 化学渗透假说 电子传递使质子从线粒体内膜基质泵到膜外液体中，形成一个跨膜 H 离子梯度，其渗透能促使 ATP 形成。 H 离子再顺梯度通过 ATP 合成酶分子中的通道进入线粒体基质，放能合成 ATP 。该假说得到一些事实支持，如线粒体电子传递形成的电子流能从线粒体内膜逐出 H 离子。 构象偶联假说 电子传递过程中，线粒体内膜上的蛋白质组分发生构象变化，转变成一系列高能形态，这些高能形态将能量转移给ADP，生成ATP。 Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅳ Cytc Q NADH+H+ NAD+ 延胡索酸 琥珀酸 1/2O2+2H+ H2O 胞液侧 基质侧 线粒体内膜 e- e- e- e- e- 呼吸链 复合体Ⅰ的功能 NADH+H+ NAD+ FMN FMNH2 还原型Fe-S 氧化型Fe-S Q QH2 呼吸链 功能: 将电子从NADH传递给泛醌 (ubiquinone) 复合体Ⅰ NADH→ →CoQ FMN; Fe-SN-1a,b; Fe-SN-4; Fe-SN-3; Fe-SN-2 呼吸链 功能: 将电子从琥珀酸传递给泛醌 复合体Ⅱ 琥珀酸→ →CoQ Fe-S1; b560; FAD; Fe-S2 ; Fe-S3 呼吸链 呼吸链 呼吸链 呼吸链 呼吸链 复合体Ⅲ QH2→ →Cyt c b562; b566; Fe-S; c1 呼吸链 呼吸链 复合体Ⅳ 还原型Cyt c → → O2 CuA→a→a3→CuB 其中Cyt a3 和CuB形成的活性部位将电子交给O2。 呼吸链 呼吸链 ATP ATP ATP 氧化磷酸化偶联部位 电子传递链自由能变化 氧化磷酸化 线粒体基质 线粒体膜 + + + + - - - - H+ O2 H2O H+ e- ADP + Pi ATP 化学渗透假说简单示意图 * * * * 生物细胞将糖、脂、蛋白质等有机物质氧化分解，最终生成CO2和H2O并释放出能量的过程称为生物氧化。 糖 脂肪 蛋白质 CO2和H2O O2 能量 ADP+Pi ATP 热能 概述 体内氧化 体外氧化 （1）物质氧化方式：加氧、脱氢、失电子 （2）物质氧化时消耗的氧量、得到的产物和能量相同。 （1）、相同点 概述 （2）、不同点 体内氧化 体外氧化 （1）反应条件： 温和 剧烈 （2）反应过程： 分步反应 一步反应 能量逐步释放