生物氧化与生物能.ppt

NADH或琥珀酸所携带的高能电子通过线粒体呼吸链传递到O2的过程中，释放出大量的能量。这种高能电子传递过程的释能反应与ADP和磷酸合成ATP的需能反应相偶联，是ATP形成的基本机制。代谢物氧化脱氢经呼吸链传递给氧生成水的同时，伴有ADP磷酸化生成ATP的过程为氧化磷酸化，因氧化反应与ADP的磷酸化反应偶联发生，有称偶联磷酸化。此为体内生成ATP的主要方式。第55页，共82页，星期日，2025年，2月5日1.ATP酶复合体线粒体内膜的表面有一层规则地间格排列着的球状颗粒，称为ATP酶复合体，是ATP合成的场所。ATP酶，含有5种不同的亚基（按3?、3?、1?、1?和1?的比例结合）。OSCP为一个蛋白，是能量转换的通道。F0为一个疏水蛋白，是与线粒体电子传递系统连接的部位。第56页，共82页，星期日，2025年，2月5日第57页，共82页，星期日，2025年，2月5日2.ATP合成反应——氧化磷酸化生物氧化的释能反应与ADP的磷酰化反应偶联合成ATP的过程，称为氧化磷酸化(Oxidativephosphorylation）。根据氧化-还原电势与自由能变化关系式，计算出在NADH氧化过程中，有三个反应的?G?’-30.5kJ/mol。FMNH2?Qcytb?cytc1cytaa3?O2?G?’-55.6kJ/mol-34.7kJ/mol-102.1kJ/moL这三个反应分别与ADP的磷酰化反应偶联，产生3个ATP。这些反应称为呼吸链的偶联部位。第58页，共82页，星期日，2025年，2月5日6.3.1线粒体膜的结构特点MitochondriaInnerStruture第23页，共82页，星期日，2025年，2月5日线粒体结构模型第24页，共82页，星期日，2025年，2月5日6.3.2线粒体呼吸链的组成由供氢体、传递体、受氢体以及相应的酶催化系统组成的这种代谢途径一般称为生物氧化还原链，当受氢体是氧时，称为呼吸链。第25页，共82页，星期日，2025年，2月5日第26页，共82页，星期日，2025年，2月5日线粒体呼吸链第27页，共82页，星期日，2025年，2月5日线粒体呼吸链第28页，共82页，星期日，2025年，2月5日1.呼吸链的主要成分⑴NAD+和NADP为辅酶的脱氢酶成分：酶蛋白、尼克酰胺（Vpp）核糖、磷酸与AMP。作用：辅酶接受代谢物脱下的2H，传递给黄素蛋白。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。第29页，共82页，星期日，2025年，2月5日第30页，共82页，星期日，2025年，2月5日⑵铁硫蛋白铁硫蛋白与黄素蛋白形成复合物存在。【组成成分】含等量的铁原子和硫原子（Fe2S2，Fe4S4）铁原子与铁硫蛋白的半胱氨酸相连。【作用】将FMN或FAD中的电子传递给泛醌。【传递机制】单电子传递第31页，共82页，星期日，2025年，2月5日铁硫蛋白它主要以(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。第32页，共82页，星期日，2025年，2月5日第33页，共82页，星期日，2025年，2月5日⑶泛醌简写为Q或辅酶-Q（CoQ）：它是电子传递链中唯一的非蛋白电子载体。为一种脂溶性醌类化合物。第34页，共82页，星期日，2025年，2月5日辅酶-Q的功能Q（醌型结构）很容易接受电子和质子，还原成QH2（还原型）；QH2也容易给出电子和质子，重新氧化成Q。因此，它在线粒体呼吸链中作为电子和质子的传递体。第35页，共82页，星期日，2025年，2月5日①NADH-泛醌还原酶简写为NADH-Q还原酶,即复合物I，它的作用是催化NADH的氧化脱氢以及Q的还原。所以它既是一种脱氢酶，也是一种还原酶。NADH-Q还原酶最少含有16个多肽亚基。它的活性部分含有辅基FMN和铁硫蛋白。FMN的作用是接受脱氢酶脱下来的电子和质子，形成还原型FMNH2。还原型FMNH2可以进一步将电子转移给Q。NADH?Q还原酶NADH+Q+H+=========NAD++QH2第36