生物化学课件 第五章 生物氧化终稿-1.ppt

第五章 生物氧化 第一节 概述 琥珀酸脱氢 加水脱氢 酶催化的醛氧化成酸的反应即属于这一类。 高能化合物特点 磷酸酯类化合物在生物体的能量转换过程中起者重要作用。 在水解过程中都能够释放出自由能。 一般将水解时能够释放21 kJ /mol（5千卡/mol)以上自由能（?G。 -21 kJ / mol）的化合物称为高能化合物。 ATP是生物细胞中最重要的高能磷酸酯类化合物。 1,磷氧键型（--O--P) (1)酰基磷酸化合物 （2）焦磷酸化合物 （3）烯醇式磷酸化合物 2, 氮磷键型 3,硫酯键型 4, 甲硫键型 ATP的特殊作用 ATP是生物能存在的主要形式. ATP是能够被生物细胞直接利用的能量形式. ATP是磷酸基团转移反应的中间载体.它可以接受具有更高磷酸基团转移势能化合物的磷酸基团;又可以将它的磷酸基团转移给具有较低磷酸基团转移势能的化合物. 第二节 生成ATP的氧化体系 NADH还原型辅酶 它是由NAD+接受多种代谢产物脱氢得到的产物。NADH所携带的高能电子是线粒体呼吸链主要电子供体之一。 铁硫蛋白 铁硫蛋白(简写为Fe-S)是一种与电子传递有关的蛋白质，它与NADH?CoQ还原酶的其它蛋白质组分结合成复合物形式存在。 它主要以 (2Fe-2S) 或 (4Fe-4S) 形式存在。(2Fe-2S)含有两个活泼的无机硫和两个铁原子。铁硫蛋白通过Fe3+ ? Fe2+ 变化起传递电子的作用 泛醌的分子结构 2．复合体Ⅱ（琥珀酸脱氢酶） 琥珀酸是生物代谢过程（三羧酸循环）中产生的中间产物，它在琥珀酸脱氢酶（复合物II）催化下，将两个高能电子传递给CoQ。再将电子传递到Cyt.b 。 复合物II比NADH-Q还原酶的结构简单，由4～5个不同的多肽亚基组成。其活性部分含有辅基FAD和铁硫蛋白。 琥珀酸脱氢酶的作用是催化琥珀酸的脱氢氧化和CoQ的还原。 3．复合体Ⅲ（泛醌-细胞色素c还原酶）： 2Cytb + Cytc1 +（Fe-S） 复合物III是线粒体内膜上的一种跨膜蛋白复合物，其作用是催化还原型CoQH2的氧化和细胞色素c的还原。 cyt. c 还原酶 CoQH2 + 2cyt.c(Fe3+) ==== CoQ + 2cyt.c(Fe2+) + 2H+ 复合物III由9～10个多肽亚基组成。活性部分主要包括细胞色素b 和c1，以及铁硫蛋白（2Fe-2S）。 细胞色素类： 这是一类以铁卟啉为辅基的蛋白质。在生物氧化反应中，其铁离子可为+2价亚铁离子，也可为+3价高铁离子。通过这种转变而传递电子。细胞色素为单电子传递体。 细胞色素存在于线粒体内膜，也存在于微粒体。 存在于线粒体内膜的细胞色素有Cytaa3，Cytb（b560，b562，b566），Cytc，Cytc1；而存在于微粒体的细胞色素有CytP450和Cytb5。 细胞色素b的分子结构 细胞色素c（Cyt.c） 位于线粒体内膜外表，属于膜周蛋白，易溶于水。它与细胞色素c1含有相同的辅基，但是蛋白组成则有所不同。在电子传递过程中，cyt.c通过Fe3+ ? Fe2+ 的互变起电子传递中间体作用。 4．复合体Ⅳ（细胞色素c氧化酶） Cyta + Cyta3 简写为cyt. c 氧化酶，即复合物IV，它是位于线粒体呼吸链末端的蛋白复合物，由13个多肽亚基组成。活性部分主要包括cyt. a和a3。 cyt. a和a3组成一个复合体，除了含有铁卟啉外，还含有铜原子。cyt. aa3可以直接以O2为电子受体。 在电子传递过程中，分子中的铜离子可以发生Cu+ ? Cu2+ 的互变，将cyt.c所携带的电子传递给O2。 呼吸链成分的排列顺序 实验依据： 1）根据各种组分标准氧化还原电位确定顺序，氧化还原电位逐渐增加，该值越大，说明越易构成氧化剂处于呼吸链的末端;该值越小，说明越易构成还原剂处于呼吸链的始端。 2）电子亲和力增加的顺序排列； 3）吸收光谱变化，氧化程度逐渐增高； 4）利用电子传递抑制剂选择性阻断； 5）拆开和重组. 二、氧化磷酸化和ATP合成 在线粒体中，底物分子脱下的电子和氢经呼吸链传递给氧生成水，在此过程中释放能量使ADP磷酸化生成ATP，这种能量的生成方式就称为氧化磷酸化。 直接将底物分子中的高能键转变为ATP分子中的末端高能磷酸键的过程称为底物水平磷酸化。 下列三个反应为底物水平磷酸化： ⑴ 3-磷酸甘油酸激酶 1,3-二磷酸甘油酸 + ADP 3-磷酸甘油酸 + ATP ? ⑵ 丙酮酸激