生物化学课件-16.糖代谢3.ppt

生物氧化的概念生物氧化是指糖类、脂类和蛋白质等在生物活细胞内进行的一系列的氧化分解作用，最终生成H2O和CO2,同时释放能量的过程，又称细胞呼吸或组织呼吸。相当于分解（异化）作用。生物氧化发生的场所 1948年，EugeneKennedy和AlbertLehninger发现，线粒体是真核生物氧化磷酸化的场所，开始了生物能研究的新世代。 线粒体有两层膜，外膜对小分子（Mr?5000）和离子为自由透过。内膜对大多数小分子及离子不透过（包括H+），只有内膜上存在特异运输体的物质可以透过。内膜上含有呼吸链和ATP合成酶。 线粒体基质含有丙酮酸脱氢酶复合物和柠檬酸循环途径、脂肪酸?-氧化途径、氨基酸氧化途径及酵解以外所有能量物质氧化途径。线粒体的生化生物氧化的特点 与无机氧化（燃烧）相比，生物氧化与无机氧化从氧化的物质、释放出的总能量及终产物都相同。但两者的表现形式和条件不同。具体表现在：体外燃烧(CH)+O2?H2O+CO2+热能。H2O的生成为氢和氧的直接化合CO2的生成为碳和氧的直接化合能量为骤然释放，以光和热的形式生物氧化(CH)+O2?H2O+CO2+热能H2O的生成在酶的作用下脱氢，H经一系列的递氢和递电子反应，最终与O2结合生成H2O。CO2是有机物在酶的作用下脱羧形成的。生物氧化要求条件温和，为逐步氧化。能量的释放是一步一步缓慢释放，释放的能量以高能磷酸键的形式贮存，不会使周围温度升高而伤害有机体。生物氧化的方式CO2的生成方式：有机物在酶的作用下脱羧(decarboxylation)生成。脱羧作用根据脱羧的部位分为：?-decarboxylation?-decarboxylation脱羧作用根据脱羧的性质分为：simpledecarboxylationoxidativedecarboxylation脱羧与氧化脱羧 ?-脱羧 R-CH(NH2)-COOH?RCH2NH2?CO2（氨基酸脱羧酶） ?-氧化脱羧 CH3COCOOH+NAD++CoASH H3COSCoA+NADH+H+（丙酮酸脱氢酶系） ?-脱羧 HOOCCO-CH2COOH?CH3COCOOH+CO2(丙酮酸羧化酶） ?-氧化脱羧 HOOCCH2-CH(OH)COOH+NADP+?CH3COCOOH+CO2+NADPH+H+(苹果酸酶）生物氧化的物质氧化方式（途径）（1）加氧（氧化）（oxidation）RCHO+1/2O2?RCOOH（2）脱氢（dehydrogenation）RCH2OH–2H?RCHOCH3CHO+H2O??CH3CH(OH)(OH)??CH3COOH+2H（3）脱电子（deelectronation）Fe2+-e?Fe3+生物氧化体系—呼吸链

(respiratorychain)生物氧化体系解决的是有机物脱氢及氢的去路问题，即解决有机物是如何通过一系列特异性的酶催化的反应脱氢、递氢和递电子，把氢交给氧生成水，并产生ATP的问题。整个氢的传递和电子的传递过程以及参与这一系列催化反应的酶与辅酶及其他中间递体一个接一个，组成链状反应体系，如同接力棒一样，这种形式的反应——呼吸链。递氢体：呼吸链中参与传递H的辅酶或辅基递电子体：呼吸链中参与传递电子的辅酶或辅基6.细胞色素氧化酶(复合体IV)细胞色素氧化酶分子较大，约20万kd，由10个亚基组成，分别为I,II,III,IV,……。，其中最大的三个亚基由线粒体DNA编码。该酶有四个氧化—还原中心。都集中在第I和第II亚基上。分别为血红素a和a3,Cua和Cub.它们都分别与相应的蛋白结合。分别形成2个电子传递中心，a—CuA和a3—CuB.电子传递顺序为：cytochromeCa—Cuaa3—CubO2可能与a3-Cub结合，并接受电子成为O2-;细胞色素氧化酶中的细胞色素a和a3的电子传递体Fe，Cu离子中心的电子传递体是Cu，它们一次只能传一个电子:Cu2+Cu+在呼吸过程中，4个电子使1分子氧气接受4个电子，生成2分子的水。电子传递中的抑制剂：三、氧化磷酸化作用在生物氧化过程中，所释放的能量都以ATP的形式生成可被利用的能量形式。这种生成ATP的过程叫磷酸化作用。在底物分解过程直接形成ATP的