[理学]第六章 生物氧化和生物能.ppt

C S Fe S Fe S Fe C S Fe S C S S C 铁硫蛋白（铁硫中心） （4）泛醌(ubiquinone,UQ或Q) 亦称辅酶Q(coenzyme Q，CoQ)，为一脂溶性苯醌，是呼吸链中唯一的不与蛋白质紧密相结合的电子载体； 泛醌传递电子和质子 H3CO- H3CO- -CH3 CH3 -(CH2-CH=C-CH2)nH 泛醌 O O H3CO- H3CO- -CH3 -R 泛醌 H. （半醌型） OH O H3CO- H3CO- -CH3 -R 泛醌. H2 （氢醌型或还原型） OH OH ?H . ? ?H . ? . （5）细胞色素体系 细胞色素是一类含有铁卟啉辅基的色素蛋白，属于递电子体，铁卟啉辅基所含Fe2+可有Fe2+←→Fe3+ +e的互变，因此起到传递电子的作用； 线粒体内膜中有细胞色素b、c1、c、aa3， 细胞色素a和a3不易分开，统称为细胞色素aa3，细胞色素aa3的辅基是血红素A，细胞色素aa3可将电子直接传递给氧，因此又称为细胞色素氧化酶； * 生物氧化中的ＣＯ２，不是由有机物质中的碳原子与氧直接结合产生的，而是来源于有机酸的脱羧。 * α-直接脱羧丙酮酸直接脱酸得到乙醛， β-直接脱羧α酮丁二酸，脱羧生成丙酮酸。 * 脱羧的同时发生脱氢反映。 * 生物氧化中的ＣＯ２，不是由有机物质中的碳原子与氧直接结合产生的，而是来源于有机酸的脱羧。 * 生物氧化与普通化学氧化本质上是一样的，但在表观上有很大的区别。 * 生物氧化与普通化学氧化本质上是一样的，但在表观上有很大的区别。 * 其它的能量比如光能、热能化学能等，都不能为生物细胞直接应用， * 左端：含氢的反应物和递氢体在脱氢酶的作用下，反应物脱去氢，而递氢体获得氢。右端：还原型的物质和O2在氧化酶的作用下，氧气失去电子得到氧负离子，还原性物质失去电子得到氧化型物质。得到氢的递氢体与氧化型物质反应，脱氢并失去电子，得到H+并与O2-反应生成水 ，而氧化型物质得到电子转化为还原型物质 * ATP的反应主要是在线粒体内膜上进行的。 * NAD+和NADP+属于核苷酸类的化合物。 * 泛醌是电子传递链中唯一的非蛋白电子载体，是一种脂溶性醌类化合物。 * 反应释放出大量自由能，所以在线粒体呼吸链中，通过一系列分步反应，使能量逐步释放。 * 含氢化合物脱去氢离子和电子，通过呼吸链传递给氧气，生成水，在这个过程中释放出的能量用于ADP和磷酸反应生成ATP的过程。 * * * 电子传递体系的氧化磷酸化 (也称氧化磷酸化) 定义：呼吸链电子传递过程中释放的能量，在ATP合成酶的催化下，使ADP磷酸化成ATP的过程，由于代谢物的氧化反应与ADP的磷酸化反应偶联进行，故称为氧化磷酸化。 呼 吸 链 AH2 2H(2H++2e) A 能 ADP+Pi ATP O2 1 2 氧化 磷酸化 偶 联 H2O ATP产生的部位都是有大的电位差变化的地方，例如，NADH呼吸链生成ATP的三个部位是：E0值在此三个部位有大的“跳动”，都在0.2伏以上。 ATP产生的部位 NADH氧化呼吸链——以NAD为辅酶的脱氢酶催化的物质氧化，是细胞内最重要的呼吸链。 偶联式： 琥珀酸氧化呼吸链——FAD为辅基的脱氢酶催化氧化。 体内尚有少数代谢物如琥珀酸，脂肪酰CoA，α—磷酸甘油等的脱氢酶是琥珀酸脱氢酶复合体[包括FAD，铁硫中心和细胞色素b，它们在氧化过程中脱去的氢，在呼吸链中的传递顺序和上述的略有不同。 琥珀酸氧化呼吸链 琥珀酸氧化呼吸链简写式： 与NADH氧化呼吸链相比，琥珀酸氧化呼吸链在CoQ之前少一步递氢过程，所以，其呼吸链稍短一些，释放的能量也少一些。 电子传递链将NADH和FADH2上的电子传递给氧的过程中释放自由能，供给ATP的合成。根据氧化-还原电势与自由能变化关系式，计算出在NADH氧化过程中，有三个反应的?G?’ -30.5 kJ / mol。 NADH ? Q cyt.b ? cyt.c1 cyt.a a3 ? O2 ?G?’ -55.6kJ/mol -34.7 kJ/mol -102.1kJ/moL 这三个反应分别与ADP的磷酰化反应偶联，产生3个ATP。这些反应称为呼吸链的偶联部位。 从琥珀酸 ? O2 产生2个ATP. 底物水平磷酸化： 这是不需氧，也不通过呼吸链的一种氧化磷酸化，它是在代谢底物脱氢（氧化）时，分子内部发生能量重新分配而形成高能键，并用于ATP生成。 非氧化性磷酸化——没有氧化过