生物化学 第一节生物氧化的概念第二节线粒体氧化体系.ppt

本章简介从本章开始起生物化学的学习进入了动态生化部分。本章介绍有关生物氧化基本知识，重点阐述生物氧化基本概念，理论，类型以及作用机理，有关酶类以及能量转换等。要求应根据基本的氧化-还原理论理解生物氧化的概念，并集合糖，脂以及蛋白质代谢的化学过程说明生物氧化的重要性。要搞清楚参加生物氧化过程的酶类以及辅酶类的作用机制。理解各种呼吸链的组成以及氢和电子的传递过程。弄清楚生物氧化的两大最终产物水和二氧化碳的形成过程和方式，了解ATP的合成方式以及其在体内的重要性。第一节生物氧化的概念一、生物氧化的意义p207人体在生命活动过程中，通过三大营养素在生物细胞中氧化分解，最终彻底氧化成二氧化碳和水，并释放能量的过程，称为生物氧化(biologicaloxidation)。 由于生物氧化是在组织细胞中进行的，氧化过程又和吸入氧和呼出二氧化碳的呼吸作用密切相关，所以又将生物氧化称为细胞氧化(cellularoxidation)或细胞呼吸(cellularrespiration)。生物氧化意义在于为机体提供生命活动所需要的能量。真核生物细胞的生物氧化在线粒体中进行，而原核生物细胞是在细胞质膜上进行。二、生物氧化的特点 与非生物氧化相比，生物氧化的特点为：在常温、常压、中性pH及有水的环境中进行，氧化条件缓和。是在一系列酶、辅酶和传递体作用下进行的。能量的释放是逐步的：一部分是以ATP形式贮存起来，需要时再由ATP分子中释出；一部分是以热或光的形式放出。这样不会因温度迅速上升而损害机体，又可以使释放出来的能量得到最有效的利用。第二节线粒体氧化体系一、呼吸链和电子传递系统 1.概念 生物氧化体系是指代谢物分子中的氢由脱氢酶激活脱出，脱下的氢经一个或几个中间传递体及氧化酶按一定的顺序传递，最后与分子氧结合成水。呼吸链(respiratorychain)p209是指在生物氧化中，基质脱下的氢经过一系列传递体传递，最后与氧结合成水的电子传递过程，此系统又叫电子传递体系。 2.呼吸链的种类 在具有线粒体的生物中，典型的呼吸链有两种，即NADH呼吸链和FAD呼吸链。 这两种呼吸链的区别，仅在于最初的受氢体不同。在NADH呼吸链中，最初的受氢体是NAD+；在FAD呼吸链中，最初的受氢体是FAD。 除此之外，其余组分基本一致。呼吸链图解呼吸链简图FP1：FMN为辅基的NADH脱氢酶FP2：FAD为辅基的脱氢酶 NADH呼吸链的功能广泛，是细胞内的主要呼吸链。在糖、脂肪、蛋白质的分解代谢中，绝大部分脱氢氧化反应都是通过NADH呼吸链来完成的；只有少部分代谢物(如琥珀酸、脂酰CoA)是通过FADH2呼吸链完成。二、呼吸链的主要成分和作用 (一)、以NAD+或NADP+为辅酶的脱氢酶类 大多数脱氢酶以NAD+为辅酶，有的以NADP+为辅酶，还有极少数的酶，如谷氨酸脱氢酶，能用NAD+或NADP+两种辅酶。 这些脱氢酶都是以NAD+或NADP+作为电子受体，所以这一类脱氢酶称为与NAD(P)+相关的脱氢酶(NAD+/NADP+-linkeddehydrofenases)。NAD+又名CoI，中文名为烟酰胺（尼克酰胺）腺嘌呤二核苷酸；NADP+又名CoII，中文名为烟酰胺（尼克酰胺）腺嘌呤二核苷酸磷酸。这类脱氢酶催化的反应后面章节将要讲到的磷酸戊糖途径的生理意义之一就是生成了NADPH，NADPH具有重要的生理作用。(二)、黄素蛋白(flavoprotein,FP) 黄素蛋白也是一类氧化还原酶，又称黄酶。其辅基有两种：一种是黄素单核苷酸(FMN)，另一种是黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)。FMN是重要的递氢体，而FAD则是一些酶的辅酶，如三羧酸循环中的琥珀酸脱氢酶，其辅酶就为FAD。p210 呼吸链中的FP也有两类： 一类是黄素脱氢酶(FP2)，属于不需氧脱氢酶，如琥珀酸脱氢酶(其辅基为FAD)，可以催化底物的脱氢反应。 另一类是还原型脱氢辅酶的脱氢酶(FP1)，如NADH脱氢酶(其辅基为FMN)，催化NADH脱氢，把氢传递给呼吸链的下一个成员，在细胞中它传递给CoQ。 除呼吸链的FP之外，还有一类称为黄素氧化酶，属于需氧脱氢酶，这类氧化酶将底物脱下的氢直接递给分子氧，生成的产物是H2O2，而不是H2O。(三)铁硫蛋白(iron-sulfurprotein)p211 是存在于线粒体内膜上的一种与电子传递有关的非血红素铁蛋白，作用是借助铁的变价互变进行电子传