医学生物化课件--06.ppt

第六章 生物氧化 第一节 ATP与其他高能化合物 第二节 氧化磷酸化 第三节 还原当量与ATP的转运 第四节 其它的氧化体系 自由能(G)：指一个反应体系中能够做功的那部分能量。 自由能的变化(ΔG)：产物的自由能与反应物的自由能之差，与反应转变过程无关。 标准自由能的变化(ΔG0)：298K（25 0C），101.3KPa，反应物浓度为1mol/L。 生化反应中标准自由能的变化(ΔG0’)：298K，101.3KPa，反应物浓度为1mol/L，pH=7。 如 A+B C+D ΔG=(GC+GD)-(GA+GB) ΔG = ΔG0+RTln[C][D]/[A][B] ΔG0 ΔG=0 ΔG0 第一节 ATP与其他高能化合物 生物氧化：物质在生物体内的氧化，主要是指糖、脂肪、蛋白质等在体内分解时逐步释放能量，最终生成CO2和H2O的过程。 ATP与高能磷酸键 高能磷酸键 ATP + H2O ADP + Pi ΔG0’= -30.5 KJ/mol ADP + H2O AMP + Pi ΔG0’= -30.5 KJ/mol AMP + H2O 腺苷+ Pi ΔG0’= -14.2 KJ/mol 高能磷酸键：生化中把磷酸化合物水解时释出的能量＞20KJ/mol者所含的磷酸键称高能磷酸键，常用~P表示，含有高能键的化合物称为高能化合物。 高能磷酸键的类型 磷酸酐：ATP、ADP、UTP、CTP、PPi等； 烯醇磷酸：PEP； 混合酐：1,3-BP-甘油酸； 磷酸胍类：磷酸肌酸。 另有高能硫酯键：乙酰CoA、脂酰CoA等。 磷酸酐 烯醇磷酸 磷酸胍类 乙酰CoA ATP的作用 作为能量载体，提供合成代谢或分解代谢初始阶段所需的能量； 供给机体生命活动所需的能量； 生成核苷三磷酸（NTP）； 将高能磷酸键转移给肌酸以磷酸肌酸（creatine phosphate）形式储存。 提供合成代谢或分解代谢初始阶段所需的能量 G+ATP G-6-P+ADP 脂酸+CoA+ATP 脂酰~CoA+AMP+PPi 氨基酸+ATP 氨基酰~AMP+PPi 供给机体生命活动所需的能量 生成核苷三磷酸（NTP） 将高能磷酸键转移给肌酸以磷酸肌酸形式储存 ATP的生成方式 底物水平磷酸化：代谢物脱氢与ADP（或GDP）的磷酸化相偶联。共3个反应。 氧化磷酸化：代谢物脱下的氢经电子传递链与氧结合成水的同时，逐步释放出能量，使ADP磷酸化为ATP的过程。 底物水平磷酸化 第二节 氧化磷酸化 电子传递链 电子传递链的组成 电子传递链的顺序 电子传递链中生成ATP的部位 质子梯度的形成机制 氧化磷酸化的调节 线粒体 主要功能：氧化营养物，生成ATP。 结构 外膜：通透性较高 内膜：对物质的通过有严格选择性 内膜高度折叠形成嵴 膜间腔 基质 线粒体结构 氧化磷酸化的基本机制 来自中间代谢物的还原当量(NADH或FADH2)经电子传递链传递给氧生成水时，释放出大量的能量(NADH： ΔG0’= -221.5 KJ/mol，FADH2： ΔG0’= -171.4 KJ/mol)，这部分能量可推动ADP与Pi合成ATP。 电子传递链（呼吸链） 概念：线粒体内膜上存在由多种酶和辅基组成的传递H和电子的反应链，它们按一定顺序排列，称电子传递链(或呼吸链)（electron transfer chain或respiratory chain）。 电子传递链的组成 电子传递链的顺序 电子传递链中生成ATP的部位 质子梯度的形成机制 一、电子传递链的组成 从线粒体内膜上分离到四种酶复合体及辅酶Q(CoQ)和细胞色素(Cyt)。 复合体Ⅰ：NADH- CoQ还原酶 复合体Ⅱ：琥珀酸- CoQ还原酶 复合体Ⅲ： CoQ -细胞色素C还原酶 复合体Ⅳ：细胞色素氧化酶 NADH呼吸链：由复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ及CoQ、Cyt组成 FADH2呼吸链：由复合体Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ及CoQ、Cyt组成 复合体Ⅰ：NADH-CoQ还原酶 功能：将电子从NADH传递给CoQ 辅基：FMN(黄素腺嘌呤单核苷酸)，铁硫蛋白 铁硫蛋白 泛醌（CoQ） 复合体Ⅲ： CoQ -细胞色素C还原酶 功能：将电子从CoQ传递给Cytc 组成：Cytb、Fe-S、Cytc1 细胞色素(Cyt)：含铁卟啉辅基的有色蛋白，分a、b、c三类，每类中又分几种亚类。 细胞色素 复合体Ⅳ：细胞色素氧化酶 功能：将电子从Cytc最终传递到O2 组成：Cyta、Cyta3、Cu 复合体Ⅱ：琥珀酸-