05 生物氧化201310132158.ppt

一切生物都需要靠能量维持生存（熵增原理——热力学第二定律）。 生物体的全部生命活动过程所需的能量大都来自体内糖、脂肪、蛋白质等有机物的氧化。 生物体内氧化和外界的完全燃烧在本质上相同，终产物都是水和二氧化碳，所释放的能量也完全相等。 有机分子在体内氧化分解成二氧化碳和水并释放能量的过程称为生物氧化。生物氧化通常需要消耗氧，所以又称为呼吸作用。 真核生物中，生物氧化主要是在细胞的线粒体内进行。 4.1.3.1 生物氧化中二氧化碳的生成方式 二氧化碳的生成，不是物质中的碳原子和氧直接化合的结果，而是有机物在酶的作用下经脱羧反应产生的。 脱羧分为α-脱羧与β-脱羧。 按照有无氧化反应又分为氧化脱羧、单纯脱羧。 4.1.3.2 生物氧化中物质的氧化方式 加氧——向底物分子中直接加入氧分子或氧原子，如醛氧化成酸。 RCHO+1/2O2→RCOOH 脱氢——从底物分子中脱下一对氢原子，如乳酸脱氢生成丙酮酸。 CH3-CHOH-COOH →CH3-CO-COOH+2H 脱电子——原子或离子在反应中失去电子，如细胞色素中铁的氧化 Fe2+ → Fe3++e 营养物质经生物氧化释放出的能量，或者以热的形式被消耗掉（御寒），或者转化为生命活动利用的能量贮存起来。 ATP断裂形成AMP和焦磷酸： ATP+H2O AMP+PPi PPi +H2O 2Pi 4.3.1 呼吸链 由一系列氧化还原电位不同的氢传递体和电子传递体按一定顺序组成的传递链称为呼吸链（respiratory chain），底物脱下的氢经过呼吸链的传递，电子最终传递给氧生成水。 电子传递链在原核生物存在于细胞膜上，在真核细胞存在于线粒体内膜上。 4.3.2 呼吸链的组成成分 呼吸链由一系列的氢传递体和电子传递体组成。包括(四种含有电子载体的复合物和两种独立存在于膜上的电子载体——Q和Cyt c) （5）细胞色素类 细胞色素是一类含有血红素辅基的电子传递蛋白质的总称。是含铁的电子传递体，辅基为铁卟啉的衍生物，铁原子处于卟啉环的中心，构成血红素。 细胞色素主要是通过Fe3+ ? Fe2+ 的互变起传递电子的作用的。 细胞色素a和a3组成一个复合体，除了含有铁卟啉外，还含有铜离子，分子中的铜离子可以发生Cu+ ? Cu2+ 的互变，传递电子。 4.3.3 生物体内重要的呼吸链 NADH呼吸链——最重要的呼吸链，由复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、组成。 FADH2呼吸链——由复合物Ⅱ、复合物Ⅲ、复合物Ⅳ组成。 4.4.1 呼吸链的排列顺序 NADH-Q还原酶（复合体Ⅰ） 、 琥珀酸-Q还原酶（复合体II）、 细胞色素还原酶（复合体III）、 细胞色素氧化酶（复合体IV）。 概念：能够阻断呼吸链中某部位电子传递的物质称为呼吸链抑制剂。 专一性的电子传递抑制剂的使用是研究呼吸链中电子传递体顺序的有效方法。 抑制剂 与电子传递过程偶联的磷酸化过程。即伴随电子从底物到O2的传递，释放的自由能用以使ADP被磷酸化生成ATP的酶促过程，这种氧化与磷酸化相伴随的作用称为氧化磷酸化。 氧化磷酸化是需氧细胞主要的能量来源，产生ATP的主要途径。 1分子葡萄糖分解代谢生成4个ATP、10个NADH和2个FADH2。 △G ＝ 4?30.5+ 10 ?52.6*4.2+2?43.4*4.2=2686.8 kJ/mol 1 mol葡萄糖体外燃烧释放2870.23 kJ/mol 4.4.3.1 底物水平磷酸化 底物水平磷酸化是指底物在氧化过程中因分子内部能量重新分布而形成了高能磷酸化合物，这种高能磷酸化合物的磷酸基团及高能键可转移到ADP上生成ATP。 分为两种情况： 底物脱氢形成高能键，然后转移给ADP形成ATP。 底物脱水形成高能键，然后转移给ADP形成ATP。 4.4.3.2 氧化磷酸化 两个不同的过程。 氧化指底物的氧化，包括底物释放电子，经呼吸链传递到氧的过程。 磷酸化指利用ADP和Pi合成ATP的过程。 氧化磷酸化实质是氧化与磷酸化的偶联过程。 4.4.3.3 氧化磷酸化偶联部位 就是通过偶联生成ATP的部位 P/O值与ATP生成（P113） 自由能与ATP生成（P113）(寻找偶联部位？不准确的表述！！) 比较著名的假说有三个： 化学偶联假说 构象偶联假说 化学渗透学说 目前得到公认的是“化学渗透学说”。 ADP和ATP的调节作用 甲状腺素的调节作用 氧化磷酸化抑制剂 氧化磷酸化解偶联剂——使氧化和磷酸化解偶联。（生病发烧，病菌的某些毒素具有解偶联作用） 呼吸链抑制剂——抑制呼吸链某一个环节。 离子载体——降低电化学势能。 苹果酸穿