生物化学-生物氧化PPT课件.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 生物氧化中物质的氧化方式: 加氧、脱氢、失电子， 遵循氧化还原反应的一般规律。 物质的消耗与生成： 所消耗的氧量 最终产物（CO2，H2O） 释放能量均相同。 * 生物氧化的一般过程 第一节 生成ATP的氧化体系The Oxidation System of ATP Producing 一、呼吸链 递氢体： 能传递氢的酶或辅酶 （2H ? 2H+ + 2e） （一）呼吸链的组成 1. 复合体Ⅰ: NADH-泛醌还原酶 2. 复合体Ⅱ: 琥珀酸-泛醌还原酶 细 胞 色 素 3. 复合体Ⅲ: 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 呼吸链各复合体在线粒体内膜中的位置 氧化磷酸化 (oxidative phosphorylation) （一）氧化磷酸化偶联部位 （二） 氧化磷酸化的偶联机理 化学渗透假说 (chemiosmotic hypothesis) 寡霉素(oligomycin) 可阻止质子从F0质子通道回流，抑制ATP生成 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的生成和利用 五、通过线粒体内膜的物质转运 （一） 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。 α-磷酸甘油穿梭(α-glycerophosphate shuttle) 存在于脑、骨骼肌中， 进入琥珀酸氧化呼吸链，生成1.5个ATP 苹果酸-天冬氨酸穿梭(malate-asparate shuttle) 存在于肝脏、心肌中， 进入NADH氧化呼吸链，生成2.5个ATP 　（二）ATP-ADP转位酶 一、抗氧化酶体系 谷胱甘肽过氧化物酶 （三）、超氧化物歧化酶(SOD) 四、微粒体中的酶类 解偶联蛋白作用机制（棕色脂肪组织线粒体） Ⅲ Ⅰ Ⅱ F0 F1 Ⅳ Cyt c Q 胞液侧 基质侧 解偶联 蛋白 热能 H+ H+ ADP+Pi ATP Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Cyt c F0 F1 H+ H+ 二硝基苯酚（DNP) H+ DNP H+ DNP H+ 热能 寡霉素 ATP合酶结构模式图 谷氨酸残基 （二）ADP调节作用 正常氧化磷酸化的速率主要受ADP调节， ADP增多,氧化磷酸化增强; 反之. （三）甲状腺激素 诱导Na+,K+–ATP酶生成, ATP分解增加,ADP增多 使解偶联蛋白基因表达增加,耗氧、产热增多 （四）线粒体DNA突变 影响氧化磷酸化功能, 使ATP生成减少. 13亚基、22tRNA、2rRNA 不同底物和抑制剂对线粒体氧耗的影响 四、ATP在能量的生成、利用、 转移和储存中起核心作用 高能磷酸键与高能磷酸化合物 ATP的贮存 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。 核苷二磷酸激酶的作用 ATP + UDP ADP + UTP ATP + CDP ADP + CTP ATP + GDP ADP + GTP ATP转移 细胞ATP相对恒定 ATP + AMP→2ADP ATP需要量低时 腺苷酸激酶的作用 ADP + ADP ATP + AMP ATP再生 ATP ADP 肌酸 磷酸 肌酸 氧化磷酸化 底物水平磷酸化 ~P ~P 机械能(肌肉收缩) 渗透能(物质主动转运) 化学能(合成代谢) 电能(生物电) 热能(维持体温) 生物体内能量的储存和利用都以ATP为中心。 线粒体对物质通过的选择性主要依赖于内膜中不同转运蛋白(transporter)对各种物质的转运，保证生物氧化的顺利进行。 线粒体外膜通透性高 线粒体外膜孔 蛋白，10kDa 的物质通过 线粒体内膜不 同的转运体,对 物质有选择性 线粒体内膜的主要转运蛋白 NADH+H+ F