化学生物学第五章生物氧化.pptx

化学生物学第五章生物氧化;有机物质在生物体内得氧化作用,称为生物氧化。生物氧化通常需要消耗氧,所以又称为呼吸作用。在整个生物氧化过程中,有机物质最终被氧化成CO2和水,并释放出能量。

而外源有机物(药物、毒物等)进入机体后,在微粒体氧化酶系得作用下,将发生一系列化学变化并形成一些分解产物或衍生物,此种过程称为生物转化或代谢转化。;第二节生物氧化得特点;5、生物氧化就是一个分步进行得过程。每一步都由特殊得酶进行催化,每一步反应得产物都可以分离出来。这种逐步进行得反应模式有利于在温和条件下释放能量,提高能量利用率。

6、生物氧化释放得能量,通过与ATP合成相偶联,转换成生物体能够直接利用得生物能ATP。

ATP:三磷酸腺苷,为含有高能磷酸键得有机化合物。;第三节生物能及其存在形式;二、高能化合物;1、高能磷酸化合物

如:磷酸烯醇式丙酮酸(14、8千卡/摩尔)、3-磷酸甘油酸磷酸(11、8千卡/摩尔)、磷酸肌酸(10、3千卡/摩尔)、乙酰基磷酸(10、1千卡/摩尔)、三磷酸腺苷(7、3千卡/摩尔)等。;3、硫酯键型化合物;第四节线粒体呼吸链和ATP合成;大家有疑问的，可以询问和交流;细胞内得线粒体就是生物氧化得主要场所,主要功能就是将代谢物脱下得氢通过多种酶及辅酶所组成得传递体系进行传递,最终与氧结合生成水。;三、呼吸链各复合体在线粒体内膜中得位置;四、线粒体呼吸链;五、呼吸链得电子传递过程;1、NADH;2、NADH?泛醌还原酶;复合体Ⅰ:NADH-泛醌还原酶;铁硫蛋白;铁硫簇Fe4S4结构示意图

铁硫蛋白得Fe-S中心也许象(a)一样简单,来自于半胱氨酸得四个硫原子环绕着铁原子。其她中心包括无机和半胱氨酸得S原子,如同(b)2Fe-2S或(c)4Fe-4S中心、(d)得铁氧还原蛋白有一个2Fe-2S中心;Fe红色,无机S2黄色,半胱氨酸得S橙色。;铁硫蛋白通过Fe3+?Fe2+变化起传递电子得作用;3、泛醌;辅酶-Q得功能;4、泛醌?细胞色素C还原酶;复合体II得结构;泛醌

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细胞色素C还原酶;细胞色素;细胞色素根据她们吸收光谱不同而分类。;5、细胞色素c(cyt、c);由于QH2就是一个双电子载体,而参与上述反应过程得其她组分(如cyt、c)都就是单电子传递体,所以,实际反应情况比较复杂。QH2所携带得一个高能电子通过铁硫蛋白,传递给cyt、c,本身形成半醌自由基(QH?);另一个电子则传递给cyt、b。还原型cyt、b可以将QH?还原成QH2。其结果就是通过一个循环,QH2将其中得一个电子传递给cyt、c。;6、细胞色素c氧化酶;复合体IV得结构;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,分子中得铜离子可以发生Cu+?Cu2+得互变,将cyt、c所携带得电子传递给O2。;细胞色素c氧化酶;琥珀酸-Q还原酶;六、氧化-还原电势与自由能得变化;七、电子传递和ATP得合成;呼吸链

得

电子

传递;八、ATP酶复合体;ATP;九、氧化磷酸化得偶联机理;;化学渗透假说;十、氧化磷酸化作用得抑制和解偶联;1、抑制剂

(1)呼吸链抑制剂;(2)复合物I抑制剂;(3)复合物III抑制剂;氰化物、硫化氢、叠氮化物和一氧化碳等可以抑制细胞色素c氧化酶,从而阻断电子由细胞色素aa3传至氧得作用,这就就是氰化物等中毒得原理。;由于氧化速度增加而磷酸化作用下降,结果产生过量得热。在整体得动物过量产热表现为发热及导致由其她代谢紊乱而出现得临床症状,因为ATP相对缺乏,阻滞了某些重要得细胞活动,例如离子得转送,膜得通透性改变等。;解偶联剂作用机制;常见得解偶联剂有2,4-二硝基苯酚(曾用于降体重)、双香豆素、某些水杨酸苯胺得取代物以至游离得水杨酸,即阿斯匹林得代谢物。从用量多少比较,水杨酸苯胺就是目前已知得最强效解偶联剂。天然解偶联剂包括胆色素、胆红素、游离脂肪酸,也许还有甲状腺素。

这些物质必须在线粒体内达到足够高浓度才起解偶联作用。某些病原微生物产生得可溶性毒素也有解偶联作用,粮食生产以至家庭使用得某些杀虫药,过量时也有解偶联作用。;鱼藤酮;(2)解偶联蛋白UCP;①UCP得蛋白质结构;AfoldingdiagramofUCP-1fromhamsterBAT;②UCP解偶联机制;第一种假说认为,UCP1运输得就是H+,而脂肪酸为运输H+提供羧基。

第二种假说则认为,UCP1运输得就是自由脂肪酸而不就是H+,通过脂肪酸循环来运输H+。这一方面得机制还有待