生物化学07生物氧化ppt课件.ppt

第七部分 生 物 氧 化 Biological Oxidation * 生物氧化的一般过程 一、呼吸链 （一）呼吸链的组成 呼吸链各复合体在线粒体内膜中的位置 泛醌 (ubiquinone, UQ) 即辅酶Q（ Coenzyme Q， CoQ），属于脂溶性醌类化合物，带有多个异戊二烯侧链。 因其为脂溶性，游动性大，极易从线粒体内膜中分离出来，因此不包含在四种复合体中。 分子中的苯醌结构能可逆地结合2个H，为递氢体。 5. 细胞色素类（Cytochrome, Cyt） 是一类以铁卟啉为辅基的电子传递蛋白。 呼吸链中主要有a、b、c、三类。差别在于铁卟啉的侧链以及铁卟啉与蛋白部分连接的方式不同。 Cyt b、c的铁卟啉与血红素相同； Cyt a的铁卟啉为血红素A。 分子中的铁通过氧化还原而传递电子，为单电子传递体。 抑制剂 二、氧化磷酸化 （一）氧化磷酸化偶联部位 即ATP生成的部位。 P/O比值：每消耗1分子氧气所生成ATP的分子数。 也是一对电子通过呼吸链至氧气所生成的ATP分子数。 三个偶联部位： ①NADH与CoQ之间； ②CoQ与Cyt c之间； ③Cyt aa3与氧之间。 NADH氧化呼吸链存在3个偶联部位， P/O比值等于3，即产生3molATP。 琥珀酸氧化呼吸链存在2个偶联部位， P/O比值等于2，即产生2molATP。 （二） 氧化磷酸化的偶联机制 1. 化学渗透假说(chemiosmotic hypothesis) 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。 ATP合酶 F1：为亲水蛋白质，由?3?3???亚基组成，催化生成ATP。 F0：为疏水蛋白质，是镶嵌在线粒体内膜中的质子通道。 OSCP：寡霉素敏感相关蛋白，位于F0与F1之间，使ATP合酶在寡霉素存在时不能生成ATP。 NADH氧化呼吸链每传递2H仅生成 2.5分子ATP到线粒体外被利用。 FADH2氧化呼吸链每传递2H仅生成 1.5分子ATP到线粒体外被利用。 三、影响氧化磷酸化的因素 寡霉素(oligomycin) 可阻止质子从F0质子通道回流，抑制ATP生成 四、ATP 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。 ATP是人体内能量的直接供给者。 ATP的生成和利用 胞浆中NADH的氧化 胞浆中NADH必须经一定转运机制进入线粒体，再经呼吸链进行氧化磷酸化。 转运机制主要有 ?-磷酸甘油穿梭 (? -glycerophosphate shuttle) 苹果酸-天冬氨酸穿梭 (malate-asparate shuttle) 2. ATP合酶 即复合体Ⅴ。位于线粒体内膜的基质侧。 ATP合酶结构模式图 化学计算估计每生成1分子ATP需3个H＋从线粒体内膜外侧回流进入基质中。 ATP合酶的工作机制 ATP4- F0 F1 胞液侧 基质侧 腺苷酸 转运蛋白 磷酸 转运蛋白 ADP3- H2PO4- ATP4- 3H+ 3H+ H+ H+ H2PO4- H2PO4- ADP3- ADP3- 　　每分子ATP在线粒体中生成并转运到胞浆需4个H＋回流进入线粒体基质中 1. 呼吸链抑制剂 阻断呼吸链中某些部位电子传递。 2. 解偶联剂 使氧化与磷酸化偶联过程脱离。 如：解偶联蛋白 3. 氧化磷酸化抑制剂 对电子传递及ADP磷酸化均有抑制作用。 如：寡霉素 （一）抑制剂 鱼藤酮 粉蝶霉素A 异戊巴比妥 × 抗霉素A 二巯基丙醇 × CO、CN-、 N3-及H2S × 各种呼吸链抑制剂的阻断位点 寡霉素 肌酸激酶的作用 磷酸肌酸作为肌肉和脑组织中能量的一种贮存形式。 * The biochemistry and molecular biology department of CMU 定义 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(respiratory chain)又称电子传递链(electron transfer chain)。 组成 递氢体和电子传递体（2H ? 2H+ + 2e） 人线粒体呼吸链复合体 四种复合体的排列关系 NADH+H+ NAD+ FMN FMNH2 2Fe2+-S 2Fe3+-S Q QH2 复合体Ⅰ NADH→