生物氧化下市公開課獲獎?wù)n件

1、第 六 章生 物 氧 化Biological Oxidation下第1頁第1頁三、影響氧化磷酸化原因1. 呼吸鏈克制劑 阻斷呼吸鏈中一些部位電子傳遞。如魚藤酮、抗霉素A、氰化物等2. 解偶聯(lián)劑使氧化與磷酸化偶聯(lián)過程脫離。如：二硝基苯酚(DNP), 解偶聯(lián)蛋白 3. 氧化磷酸化克制劑 對電子傳遞及ADP磷酸化都有克制作用。如：寡霉素 （一）克制劑第2頁第2頁魚藤酮粉蝶霉素A異戊巴比妥 抗霉素A粘噻唑菌醇 COCN-N3-H2S各種呼吸鏈克制劑阻斷位點第3頁第3頁解偶聯(lián)蛋白作用機制（棕色脂肪組織線粒體） F0 F1 Cyt cQ胞液側(cè) 基質(zhì)側(cè) 解偶聯(lián) 蛋白熱能 H+ H+ ADP+Pi ATP 第

2、4頁第4頁 寡霉素(oligomycin) 可制止質(zhì)子從F0質(zhì)子通道回流，克制ATP生成寡霉素ATP合酶結(jié)構(gòu)模式圖第5頁第5頁魚藤酮粉蝶霉素A異戊巴比妥粘噻唑菌醇抗霉素ACOCNN3 H2S二硝基苯酚寡霉素PiADP ATPATP合酶第6頁第6頁（二）ADP調(diào)整作用 ADP增進氧化磷酸化不同底物和克制劑對線粒體氧耗影響 第7頁第7頁不同底物和克制劑對線粒體氧耗影響 第8頁第8頁（三）甲狀腺激素 1. 誘導(dǎo)Na+,K+ATP酶 ATP ADP + Pi 2. T3誘導(dǎo)解偶聯(lián)蛋白基因表示Na+,K+ATP酶第9頁第9頁（四）mtDNA突變 影響氧化磷酸化，使ATP生成減少而致病，主要呈母系遺傳。

3、由mtDNA編碼 亞基數(shù)目 （ND） 43 7 4 0 11 1 13 3 （ATP合酶） 8 2復(fù)合體 亞基數(shù)目人類線粒體基因編碼呼吸鏈蛋白質(zhì)ND: NADH dehydrogenase 人類線粒體基因組線粒體基因病系譜圖 第10頁第10頁1、Leber 遺傳性視神經(jīng)病 (Leber hereditary optic neuropathy，LHON)臨床表現(xiàn)：病初發(fā)時為急性或亞急性眼球神經(jīng)炎，引起嚴(yán)重雙側(cè)視神經(jīng)萎縮和大片 中心暗點，使視力忽然喪失并伴有色覺障礙。在急性發(fā)作之后，視覺進一 步衰退，但常可維持0.020.5視力。色覺障礙等。 此癥發(fā)病高峰年齡是2025歲，但任何年齡段都也許發(fā)病。

4、基因突變：ND1：LHON 4160TC，亮脯； ND1：LHON 3460GA，丙絲； ND1：LHON 3394TC，酪組2、線粒體腦肌病、乳酸酸中毒及卒中樣發(fā)作綜合征 (mitochondrial encephalomyopathy， lacticacidosis，and stroke-like episodes，MELAS)臨床表現(xiàn)：虛弱、乳酸酸中毒、感覺神經(jīng)性聽覺喪失、癡呆、重復(fù)發(fā)生卒中樣發(fā)作、 頭痛、嘔吐基因突變：線粒體tRNA Leu：MELAS 3243 T C 或 A G ND4：MELAS 11084 A G mtDNA突變疾病舉例 第11頁第11頁四、ATP高能磷酸鍵水解

5、時釋放能量不小于21KJ/mol磷酸酯鍵，常表示為 P。高能磷酸化合物含有高能磷酸鍵化合物（一）高能磷酸鍵與高能磷酸化合物 第12頁第12頁第13頁第13頁 ATP + UDP ADP + UTPATP + CDP ADP + CTPATP + GDP ADP + GTP ADP + ADP ATP + AMP腺苷酸激酶2. 腺苷酸激酶作用1. 核苷二磷酸激酶作用（二）高能磷酸化合物互變與能量儲存第14頁第14頁3. 肌酸激酶作用磷酸肌酸作為肌肉和腦組織中能量一個貯存形式。第15頁第15頁 （三） ATP生成和利用ATP ADP 肌酸 磷酸肌酸 氧化磷酸化 底物水平磷酸化 P P 機械能(肌肉

6、收縮)滲入能(物質(zhì)積極轉(zhuǎn)運) 化學(xué)能(合成代謝)電能(生物電)熱能(維持體溫)生物體內(nèi)能量儲存和利用都以ATP為中心。第16頁第16頁五、通過線粒體內(nèi)膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運線粒體外膜通透性高，線粒體對物質(zhì)經(jīng)過選擇性主要依賴于內(nèi)膜中不同轉(zhuǎn)運蛋白(transporter)對各種物質(zhì)轉(zhuǎn)運。第17頁第17頁 線粒體內(nèi)膜主要轉(zhuǎn)運蛋白 （ATP-ADP轉(zhuǎn)位酶）第18頁第18頁（一） 胞漿中NADH氧化胞漿中NADH必須經(jīng)一定轉(zhuǎn)運機制進入線粒體，再經(jīng)呼吸鏈進行氧化磷酸化。轉(zhuǎn)運機制主要有-磷酸甘油穿梭(-glycerophosphate shuttle)蘋果酸-天冬氨酸穿梭 (malate-asparate shuttl

7、e)第19頁第19頁 NADH+H+ FADH2 NAD+ FAD 線粒體 內(nèi)膜 線粒體 外膜膜間隙 線粒體 基質(zhì)-磷酸甘油 脫氫酶 呼吸鏈 磷酸二羥丙酮 -磷酸甘油 -磷酸甘油 脫氫酶1.5ATP 1. -磷酸甘油穿梭機制（腦、骨骼?。?-磷酸甘油 磷酸二羥丙酮 第20頁第20頁NADH +H+ NAD+ NADH +H+ NAD+ 谷氨酸-天冬氨酸 轉(zhuǎn)運體蘋果酸-酮 戊二酸轉(zhuǎn)運體 蘋果酸 草酰乙酸 -酮戊二酸 谷氨酸 蘋果酸 脫氫酶 谷草轉(zhuǎn) 氨酶 胞液 線粒體內(nèi)膜 基質(zhì) 呼吸鏈 天冬氨酸 2.5ATP 2. 蘋果酸-天冬氨酸穿梭機制（心、肝、腎）蘋果酸蘋果酸脫氫酶草酰乙酸天冬氨酸-酮戊二酸

8、谷草轉(zhuǎn)氨酶谷氨酸第21頁第21頁腺苷酸轉(zhuǎn)運蛋白， 又稱ATP-ADP轉(zhuǎn)位酶。作用：催化ADP經(jīng)內(nèi)膜進入線粒體與ATP經(jīng)內(nèi)膜移出 線粒體。磷酸鹽轉(zhuǎn)運蛋白作用：參與H2PO4與H+同向轉(zhuǎn)運到線粒體內(nèi)。 （二） 腺苷酸與磷酸轉(zhuǎn)運蛋白第22頁第22頁ATP-ADP轉(zhuǎn)位酶第23頁第23頁ATP4- F0 F1 胞液側(cè) 基質(zhì)側(cè) 腺苷酸轉(zhuǎn)運蛋白磷酸轉(zhuǎn)運蛋白 ADP3- H2PO4- ATP4- 4H+ 4H+ H+ H+ H2PO4- H2PO4- ADP3- ADP3- 第24頁第24頁第二節(jié) 其它不生成ATP氧化體系Section 2 Other Oxidative Enzyme Systems 第25

9、頁第25頁反應(yīng)活性氧類(reactive oxygen species, ROS)O2e-O2-e-+2H+H2O2e-+H+ OHH2Oe-+H+H2O反應(yīng)活性氧類一、抗氧化酶體系 反應(yīng)活性氧類化學(xué)性質(zhì)活潑，可引起蛋白質(zhì)、DNA，膜脂質(zhì)等。第26頁第26頁ROS主要起源線粒體：線粒體超氧陰離子O2-，是體內(nèi)O2-主要起源；1Q O2 + e- O2-第27頁第27頁過氧化酶體：FAD將從脂肪酸等底物取得電子交給O2生成H2O2和羥自由基OH。胞漿需氧脫氫酶（如黃嘌呤氧化酶等）也可催化生成O2-。細菌感染、組織缺氧等病理過程，環(huán)境、藥物等外源原因也可造成細胞產(chǎn)生活性氧類。 機體可通過抗氧化酶體

10、系及時清除活性氧，以預(yù)防其累積造成有害影響。第28頁第28頁（一）過氧化氫酶(catalase) 又稱觸酶，其輔基含4個血紅素，主要存在于過氧化酶體中。2H2O2 2H2O + O2 過氧化氫酶 抗氧化酶體系H2O2在吞噬細胞中可氧化殺死入侵細菌，在甲狀腺中可使2I-轉(zhuǎn)化為I2，進而使酪氨酸碘化生成甲狀腺素。第29頁第29頁（二）過氧化物酶(perioxidase) 以血紅素為輔基，催化H2O2直接氧化酚類或胺類化合物。R + H2O2 RO + H2O RH2+ H2O2 R + 2H2O 過氧化物酶 過氧化物酶 谷胱甘肽過氧化物酶 H2O2(ROOH) H2O(ROH+H2O) 2G SH

11、 G S S G NADP+ NADPH+H+ * 這類酶可保護生物膜及血紅蛋白免遭損傷 谷胱甘肽還原酶 含硒谷胱甘肽過氧化物酶 第30頁第30頁（三）超氧化物歧化酶 (superoxide dismutase，SOD)SODH2O2 + O2 2 O2+ 2H+ 2H2O2 2H2O + O2 過氧化氫酶 SOD三種同工酶： 細胞外、細胞質(zhì)：Cu/Zn-SOD; 線粒體： Mn-SODSOD是人體防御內(nèi)、外環(huán)境中超氧離子損傷主要酶。第31頁第31頁（四）其它小分子自由基清除劑：維生素 C維生素 E-胡蘿卜素泛醌第32頁第32頁（一）加單氧酶 (monoxygenase)* 催化反應(yīng)：RH + NADPH + H+ + O2 ROH + NADP+ + H2O 又稱混合功效氧化酶或羥化酶。細胞色素P450 (Cyt P450)：Cyt b 類細胞色素，因還原型Cyt P450與CO 結(jié)合后在450nm處有最大吸取