第七章代謝與生物氧化總論ppt課件

1、第七章 代謝與生物氧化總論本章主要內(nèi)容第一節(jié) 新陳代謝第二節(jié) 合成代謝 第三節(jié) 分解代謝 第四節(jié) 代謝中的能量物質(zhì)第五節(jié) 代謝調(diào)理第六節(jié) 生物氧化教學(xué)目的1掌握新陳代謝的定義與分類；2掌握生物氧化的定義和特點(diǎn)；3了解高能化合物的構(gòu)造特點(diǎn)；4了解呼吸鏈的構(gòu)造特點(diǎn)。第一節(jié)第一節(jié) 新陳代謝新陳代謝 代謝是活細(xì)胞中一切化學(xué)變化的總稱，由酶催化，同時(shí)伴隨著能量的變化。是生物生存的根本條件，生命的根本特征。新陳代謝新陳代謝 合成代謝同化作用 分解代謝異化作用生物小分子合成大分子生物小分子合成大分子需求能量需求能量釋放能量釋放能量生物大分子分解為小分子生物大分子分解為小分子能量能量代謝代謝物質(zhì)代謝物質(zhì)代謝一

2、、概念一、概念代謝途徑有以下特點(diǎn) 1 .具有多樣性。2 .沒有完全可逆的代謝途徑3 .各途徑有確定的細(xì)胞定位 4 .各途徑經(jīng)過共同的中間代謝物或能量相互聯(lián)絡(luò)5 .受限速酶的調(diào)控中間代謝：代謝中的一系列酶促反響。中間代謝：代謝中的一系列酶促反響。 代謝途徑是指糖、脂、蛋白質(zhì)、核酸等代謝途徑是指糖、脂、蛋白質(zhì)、核酸等代謝的一系列酶促反響途徑。代謝的一系列酶促反響途徑。二、代謝途徑二、代謝途徑第二節(jié)第二節(jié) 合成代謝的特點(diǎn)合成代謝的特點(diǎn) 合成代謝途徑具有階段性，分別在細(xì)胞內(nèi)不同區(qū)域完成。趨異性是指同一底物最終會(huì)構(gòu)成多種產(chǎn)物。機(jī)體不能合成的營養(yǎng)物質(zhì)必需從外界攝取。合成代謝需求耗費(fèi)能量，如ATP、NADP

3、H、GTP等模板指點(diǎn)組裝: 信息指令來自核酸；酶促組裝：信息指令來自酶分子。 一、階段性和趨異性一、階段性和趨異性二、營養(yǎng)依賴性二、營養(yǎng)依賴性三、需求能量三、需求能量四、信息來源四、信息來源第三節(jié)第三節(jié) 分解代謝的特點(diǎn)分解代謝的特點(diǎn)分解代謝也具有階段性，生物氧化普通分為三階段；趨同性是指多種有機(jī)物質(zhì)的最終分解產(chǎn)物是一樣的。1. 1.階段性與趨同性階段性與趨同性2. 2.釋放能量釋放能量第四節(jié)第四節(jié) 代謝中的能量物質(zhì)代謝中的能量物質(zhì) 高能磷酸鍵與高能化合物高能磷酸鍵與高能化合物高能磷酸鍵： 生化中把磷酸化合物水解時(shí)釋放出的能量大于20KJ/mol時(shí)所含的磷酸鍵稱高能磷酸鍵，常用P表示。含有高能鍵

4、的化合物稱為高能化合物。含有高能鍵的化合物稱為高能化合物。 ATP與高能磷酸鍵與高能磷酸鍵HOHOOOPOOPOO-OOPNNNNNH2OOCH2O ATP中高能磷酸鍵的水解中高能磷酸鍵的水解NNNNNH2OOHOHCH2OOOPAMPADPATP-POOPOOOOOADP + H2O AMP + PiATP + H2O ADP + PiOOPOOPOO-ATP + H2O AMP + PPi ATP及其它核苷三磷酸的生物學(xué)功能及其它核苷三磷酸的生物學(xué)功能 此外，UTP參與多糖合成；CTP參與脂類合成；GTP參與蛋白質(zhì)合成 。 ATP是生物體內(nèi)最重要的供能物質(zhì)，提供合成代謝或分解代謝初始階段所

5、需的能量，如脂肪酸和氨基酸；供應(yīng)機(jī)體生命活動(dòng)所需的能量。 其它高能化合物有：其它高能化合物有： 其它核苷酸：UTP、CTP、GTP、 NDPCH3SCoAOC乙酰CoANADH、NADPH、FADH2等磷酸肌酸：PO-OO-NC NHNHCH2HOOCCH3PO-OO-HOOCC OCH2磷酸烯醇式丙酮酸PEPOOPOOPOO-焦磷酸焦磷酸第五節(jié)第五節(jié) 代謝調(diào)理代謝調(diào)理 代謝是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，分解代謝與合成代謝總是同時(shí)進(jìn)展，并遭到機(jī)體的精細(xì)調(diào)理。 如別構(gòu)調(diào)理、共價(jià)調(diào)理、同工酶、誘導(dǎo)酶、多酶體系等調(diào)理。 酶調(diào)理：代謝過程是一系列酶促反響，可經(jīng)過酶活性和數(shù)量進(jìn)展調(diào)理。神經(jīng)和激素的調(diào)理神經(jīng)和激素的調(diào)理

6、第六節(jié)第六節(jié) 生物氧化生物氧化 生物氧化與體外氧化的區(qū)別生物氧化與體外氧化的區(qū)別 生物體內(nèi)在酶的催化下進(jìn)展的脫氫、加氧等氧化反響總稱為生物氧化。主要是指體內(nèi)糖、脂肪和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)經(jīng)過氧化反響分解成CO2和H2O ，同時(shí)生成ATP的過程。能量的釋放方式不同；氧化進(jìn)展的條件不同；生物氧化受機(jī)體調(diào)控。 代謝物在體內(nèi)的氧化可以分為三個(gè)階段代謝物在體內(nèi)的氧化可以分為三個(gè)階段 糖原糖原脂肪脂肪蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)葡萄糖葡萄糖脂肪酸脂肪酸 甘油甘油氨基酸氨基酸乙酰乙酰CoATCACoACO2 NADH、FADH2 呼吸鏈呼吸鏈CO2+ATPNADH一、生物氧化酶類一、生物氧化酶類 一一 不需氧脫氫酶類不需氧脫氫

7、酶類 二需氧脫氫酶類二需氧脫氫酶類 三氧化酶類三氧化酶類 四過氧化氫酶和過氧化物酶四過氧化氫酶和過氧化物酶 五電子傳送體五電子傳送體 體內(nèi)催化氧化反響的酶按照其催化氧化反響方式不同可分為 ： ( (一一) ) 不需氧脫氫酶類不需氧脫氫酶類 體內(nèi)主要的脫氫酶類，受氫體是 NAD+、NADP+或FAD、FMN，最后經(jīng)呼吸鏈將電子傳給氧生成水，生成大量ATP。 以以NAD+NAD+為受體為受體以以FADFAD為受體為受體 二需氧脫氫酶類二需氧脫氫酶類 三氧化酶類三氧化酶類 四過氧化氫酶和過氧化物酶四過氧化氫酶和過氧化物酶 以氧作為受氫體或受電子體，生成產(chǎn)物是水。 過氧化氫酶催化兩個(gè)H2O2分子的氧化

8、復(fù)原反響，生成H2O并釋放出O2 。 過氧化物酶催化H2O2或過氧化物直接氧化酚類或胺類物質(zhì)。 以FAD或FMN為輔基，以氧為直接受氫體，產(chǎn)物為H2O2或超氧離子(O2) 五電子傳送體五電子傳送體 又叫呼吸鏈，是由一系列的遞氫體和遞電子體按一定的順序組成的延續(xù)反響體系，它將代謝物脫下的成對氫原子交給氧生成水，同時(shí)有ATP生成。1定義定義 復(fù)原型輔酶經(jīng)過呼吸鏈再氧化的過程稱為電子傳送過程。 根據(jù)接受氫的初受體不同，典型的呼吸鏈有兩種：NADH呼吸鏈和FADH2呼吸鏈。二、氧化呼吸鏈二、氧化呼吸鏈 1呼吸鏈的組成呼吸鏈的組成NADH：傳送電子和氫；FMN：傳送電子和氫；FAD：傳送電子和氫；CoQ

9、：遞氫體，可在膜中迅速挪動(dòng) ；細(xì)胞色素類：遞電子體。包括Cytb、Cytc1、Cyt c，皆以血紅素為輔基 。2呼吸鏈中五種酶復(fù)呼吸鏈中五種酶復(fù)合體合體催化催化NADHNADH氧化、氧化、CoQCoQ復(fù)原復(fù)原催化琥珀酸氧化、催化琥珀酸氧化、CoQCoQ復(fù)原復(fù)原催化復(fù)原性催化復(fù)原性CoQCoQ氧化、氧化、CytcCytc復(fù)原復(fù)原催化催化CytcCytc氧化、氧化、O2O2復(fù)原復(fù)原合成合成ATPATP(1)(1)復(fù)合體復(fù)合體(NADH:(NADH:泛醌氧化復(fù)原酶泛醌氧化復(fù)原酶) )(2)(2)復(fù)合體復(fù)合體(琥珀酸琥珀酸: :泛醌氧化復(fù)原酶泛醌氧化復(fù)原酶) )(3)(3)復(fù)合體復(fù)合體(UQH2 :(

10、UQH2 :細(xì)胞色素細(xì)胞色素C C氧化復(fù)原酶氧化復(fù)原酶) )(4)(4)復(fù)合體復(fù)合體(Cytc:(Cytc:細(xì)胞色素氧化酶細(xì)胞色素氧化酶) )(5)(5)復(fù)合體復(fù)合體(ATP(ATP合成酶合成酶) )3呼吸鏈抑制劑呼吸鏈抑制劑 特異的抑制劑能阻斷呼吸鏈中的特定環(huán)節(jié)，用不同的抑制劑進(jìn)展實(shí)驗(yàn)，可以確定呼吸鏈中各種傳送體的陳列順序。FM NCoQbc1caa3O2NADH 氰化物、疊氮化物、CO、H2S等，阻斷由細(xì)胞色素aa3到氧的傳送。 魚藤酮、安密妥、殺粉蝶菌素：阻斷電子從NADH到輔酶Q的傳送。魚藤酮是極毒的植物物質(zhì)，可作殺蟲劑。 抗霉素A：從鏈霉素分別出的抗生素，抑制從細(xì)胞色素b到c1的傳送

11、。4呼吸鏈中傳送體的陳列順序呼吸鏈中傳送體的陳列順序 經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測定了呼吸鏈中各組成成分的氧化復(fù)原電位，按氧化復(fù)原電位遞增的順序確定了各成分的陳列順序：魚藤酮魚藤酮安密妥安密妥抗霉素抗霉素A氰化物、氰化物、CO、疊氮化合物疊氮化合物-0.32-0.30+0.10 +0.07 +0.22+0.25+0.29+0.816MH2NADHFMNbc1caa3O2CoQFAD-0.185. 兩條主要的氧化呼吸鏈兩條主要的氧化呼吸鏈FM NCoQbc1caa3O21NADH氧化呼吸鏈 2琥珀酸氧化呼吸鏈 琥珀酸FADH2NADH 上述呼吸鏈抑制劑的阻斷部位也是電子傳送過程中ATP的構(gòu)成部位。6. 胞液中胞液

12、中NADH的氧化的氧化蘋果酸穿越系統(tǒng)磷酸甘油穿越系統(tǒng) NADH的氧化在線粒體內(nèi)膜上進(jìn)展，但胞液中構(gòu)成的NADH不能透過正常線粒體內(nèi)膜，因此，線粒體外的NADH需求被轉(zhuǎn)入線粒體后才干進(jìn)展氧化。根據(jù)H傳送中介的不同，可分為兩種方式：經(jīng)這一系統(tǒng)，胞液中經(jīng)這一系統(tǒng)，胞液中1NADH進(jìn)入呼吸鏈可產(chǎn)生進(jìn)入呼吸鏈可產(chǎn)生3ATP經(jīng)這一系統(tǒng)，胞液中經(jīng)這一系統(tǒng)，胞液中1NADH進(jìn)入呼吸鏈可產(chǎn)生進(jìn)入呼吸鏈可產(chǎn)生2ATP 三、三、 ATPATP的生成、利用和儲(chǔ)存的生成、利用和儲(chǔ)存 底物分子氧化分解時(shí)所釋放的能量直接以高能鍵方式轉(zhuǎn)底物分子氧化分解時(shí)所釋放的能量直接以高能鍵方式轉(zhuǎn)移給移給ADPADP生成生成ATPATP，這個(gè)過程稱為底物程度磷酸化，這個(gè)過程稱為底物程度磷酸化 生物體內(nèi)ATP生成有兩種方式：A：底物程度磷酸化X + ADP ATP + XPB：電子傳送體系磷酸化 電子從NADH或FADH2經(jīng)過電子傳送體系傳送給氧構(gòu)成水，同時(shí)伴有ADP磷酸化生成ATP。NADHFMNCoQbc1caa3O2PPP3ADP3ATP P/O P/O比值：是指在電子傳送體系磷酸化中，所比值：是指在電子傳送體系磷