生物化学第六章生物氧化.pptxVIP

第六章

生物氧化与氧化磷酸化;一、生物氧化概述

二、电子传递链

三、氧化磷酸化

四、其他末端氧化酶系统;一、生物氧化概念

生物细胞将糖、脂、蛋白质等燃料分子氧化分解，最终生成co2和H2o并释放出能量的作用称为生物氧化。

生物氧化包含了细胞呼吸作用中的一系列氧化还原反应，所以又称为细胞氧化或细胞呼吸。;2、生物氧化的特点

生物氧化是在生物细胞内进行的酶促氧化过程，反应条件温和（水溶液，中性pH和常温）。

氧化进行过程中，必然伴随生物还原反应的

发生。

水是许多生物氧化反应的氧供体。通过加水脱氢作用直接参予了氧化反应。

在生物氧化中，碳的氧化和氢的氧化是非同步进行的。氧化过程中脱下来的氢质子和电子，通常由各种载体，如NADH等传递到氧并生成水。

;生物氧化是一个分步进行的过程。每一步都由特殊的酶催化，每一步反应的产物都可以分离出来。这种逐步进行的反应模式有利于在温和的条件下释放能量，提高能量利用率。

生物氧化释放的能量，通过与ATP合成相偶联，转换成生物体能够直接利用的生物能ATP。;*生物氧化与体外氧化之相同点;是在细胞内温和的环境中（体温，pH接近中性），在一系列酶促反应逐步进行，能量逐步释放有利于机体捕获能量，提高ATP生成的效率。

进行广泛的加水脱氢反应使物质能间接获得氧，并增加脱氢的机会；脱下的氢与氧结合产生H2O，有机酸脱羧产生CO2。;CO2的生成;H2O的生成

;;1.自由能（freeenergy）的概念;物理意义：－ΔＧ＝Ｗ*(体系中能对环境作功的能量)

自由能的变化能预示某一过程能否自发进行，即：

ΔG0，反应能自发进行

ΔG0，反应不能自发进行

ΔG=0，反应处于平衡状态。

注意：反应的△G仅决定于反应物(初始状态)的自由能与产物(最终状态)的自由能，而与反应途径和反应机制无关。

其次，△G是判断一个化学反应能否向某个方向进行的根据，而与反应速度无关。负的△G表明反应可以自发进行，但并不表明反应以多大的速度进行。;;计算磷酸葡萄糖异构酶反应的自由能变化

;例题：计算下反应式ΔG°′

;生物系统中的能流;三、高能化合物;高能化合物类型;根据生物体内高能化合物键的特性可以把他们分成以下几种类型：

磷氧键型;氨甲酰磷酸;焦磷酸化合物;烯醇式磷酸化合物;氮磷键型;硫酯键型;甲硫键型;ATP的特点

;ATP的特殊作用

;第二节线粒体电子传递体系

;一、线粒体结构;二、线粒体呼吸链;三、呼吸链的组成;电子传递链中各中间体的顺序;;1.烟酰胺核苷酸;;NAD+（NADP+）的递氢机制;2.黄素辅基;FMN结构;;FMN和FAD递氢机制;3.铁硫蛋白(Iron-sulfurprotein,Fe-S);;;又叫铁硫中心或铁硫簇。

英国科学家Walker通过x光衍射获得高分辩率的牛心线粒体ATP酶晶体的三维结构，证明在ATP酶合成ATP的催化循环中三个β亚基的确有不同构象，从而有力地支持了Boyer的假说。

旋转催化理论认为质子流通过Fo引起亚基III寡聚体和?及?亚基一起转动,这种旋转配置?/?亚基之间的不对称的相互作用,引起催化位点性质的转变,?亚基的中心?-螺旋被认为是转子,亚基I和II与?亚基组合在一起组成定子,它压住?/?异质六聚体.

复合体Ⅱ

①标准氧化还原电位

含有等量铁原子和硫原子。

2,4-二硝基苯酚的解偶联作用

5）线粒体穿梭系统

例如：糖酵解中生成的1，3-二磷酸甘油酸、磷酸烯醇式丙酮酸、三羧酸循环中的琥珀酰CoA等。

它主要有三种形式Cu、Zn-SOD、Mn-SOD、Fe-SOD.

4）氧化磷酸化的解偶联和抑制

正极反应：1/2O2+2H++2e?H2O

E+°′?

在pH=7环境中，ATP分子中的三个磷酸基团完全解离成带4个负电荷的离子形式（ATP4-），具有较大势能，加之水解产物稳定，因而水解自由能很大（ΔG°′=-30.

生物氧化是一个分步进行的过程。

＊总反应：FADH2+1/2O2→FAD+H2O

△S代表体系墒（体系的散乱无序程度）变化。

△H为体系的焓变化；

共同中间物进入三羧酸循环,氧化脱下的氢由电子传递链传递生成H2O，释放出大量能量，其中一部分通过磷酸化储存在ATP中。

生物氧化过程中释放出的自由能

铁原子可进行Fe2+?Fe3++e反应传递电子，为单电子传递体。;;;5.细胞色素类（Cytochrome,Cyt）;;;复合体Ⅰ:NADH-泛醌脱氢酶;复合体Ⅰ的功能