代谢总论与生物氧化课件.pptVIP

(a)1/2O2+2H++2e-?H2OE0’=+0.82V(b)NAD++H++2e-?NADHE0’=-0.322V將(a)減去(b)，即得(c)式：(c)1/2O2+NADH+H+?H2O+NAD+ΔE0’=+1.14V?G?’=-nF?E0’=-2?96500?1.14=-220kJ/mol（2）加水脫氫催化的醛氧化成酸的反應即屬於這一類。2．氧直接參加的氧化反應這類反應包括：加氧酶催化的加氧反應和氧化酶催化的生成水的反應。加氧酶能夠催化氧分子直接加入到有機分子中。例如，甲烷單加氧酶CH4+NADH+O2CH3-OH+NAD++H2O氧化酶主要催化以氧分子為電子受體的氧化反應，反應產物為水。在各種脫氫反應中產生的氫質子和電子，最後都是以這種形式進行氧化的。3．生成二氧化碳的氧化反應（1）直接脫羧作用氧化代謝的中間產物羧酸在脫羧酶的催化下，直接從分子中脫去羧基。例如丙酮酸的脫羧。（2）氧化脫羧作用氧化代謝中產生的有機羧酸在氧化脫羧酶系的催化下，在脫羧的同時，也發生氧化（脫氫）作用。例如蘋果酸的氧化脫羧。二、生物氧化的特點1，生物氧化是在生物細胞內進行的酶促氧化過程，反應條件溫和（水溶液，pH?7，常溫）。2，氧化進行過程中，必然伴隨生物還原反應的發生。3，水是許多生物氧化反應的氧供體。通過加水脫氫作用直接參予了氧化反應。4，在生物氧化中，碳的氧化和氫的氧化是非同步進行的。氧化過程中脫下來的氫質子和電子，通常由各種載體，如NADH等傳遞到氧並生成水。5，生物氧化是一個分步進行的過程。每一步都由特殊的酶催化，每一步反應的產物都可以分離出來。這種逐步進行的反應模式有利於在溫和的條件下釋放能量，提高能量利用率。6，生物氧化釋放的能量，通過與ATP合成相偶聯，轉換成生物體能夠直接利用的生物能ATP。第三節、線粒體呼吸鏈和ATP合成細胞內的線粒體是生物氧化的主要場所，主要功能是將代謝物脫下的氫通過多種酶及輔酶所組成的傳遞體系的傳遞，最終與氧結合生成水。一、線粒體呼吸鏈的組成線粒體的結構由供氫體、傳遞體、受氫體以及相應的酶催化系統組成的這種代謝途徑一般稱為生物氧化還原鏈，當受氫體是氧時，稱為呼吸鏈。代謝物脫下的成對氫原子通過多種酶和輔酶所催化的連鎖反應逐步傳遞，最終與氧結合生成水，此傳遞鏈稱為呼吸鏈，又稱為電子傳遞鏈。（一）兩條主要的氧化呼吸鏈(1)NADH氧化呼吸鏈：NADH＋H+→FMN→Fe-S→Q→b→Fe-S→c1→c→a→a3→O2(2)琥珀酸氧化呼吸鏈（FADH2氧化呼吸鏈）：琥珀酸→FAD→Q→b→Fe-S→c1→c→a→a3→O2傳遞體作用尼克醯胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）遞氫體尼克醯胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+）遞氫體黃素蛋白（輔基為FAD和FMN）遞氫體鐵硫蛋白（Fe-S）單電子傳遞體輔酶Q遞氫體細胞色素類單電子傳遞體參與生物氧化的酶類脫氫酶——以FMN，FAD，NAD，NADP為輔酶的脫氫酶氧化酶——以氧為直接受氫體的氧化還原酶類

eg.細胞色素酶、抗壞血酸氧化酶加氧酶——催化加氧傳遞體——遞氫體（傳遞氫原子）

遞電子體（傳遞電子）?NADH：還原型輔酶它是由NAD+接受多種代謝產物脫氫得到的產物。NADH所攜帶的高能電子是線粒體呼吸鏈主要電子供體之一。FMN的作用是接受脫氫酶脫下來的電子和質子，形成還原型FMNH2。還原型FMNH2可以進一步將電子轉移給Q。基質鐵硫蛋白鐵硫蛋白(簡寫為Fe-S)是一種與電子傳遞有關的蛋白質，它與NADH?Q還原酶的其他蛋白質組分結合成複合物形式存在。它主要以(2Fe-2S)或(4Fe-4S)形式存在。(2Fe-2S)含有兩個活潑的無機硫和兩個鐵原子。鐵硫蛋白通過Fe3+?Fe2+變化起傳遞電子的作用。?NADH?泛醌還原酶簡寫為NADH?Q還原酶,即複合物I，它的作用是催化NADH的氧化脫氫以及Q的還原。所以它既是一種脫氫酶，也是一種還原酶。