第五章 生物氧化

第五章生物氧化O2糖

脂肪

蛋白質CO2和H2O

能量ADP+PiATP熱能營養(yǎng)物質在生物體內徹底氧化生成CO2和H2O，并釋放能量的過程稱為生物氧化。由于此過程與細胞利用氧和生成CO2有關，故又稱為細胞呼吸或組織呼吸。生物氧化的特點1、反應條件溫和2、伴隨生物還原反應的發(fā)生3、水是許多生物氧化反應的氧供體4、碳的氧化和氫的氧化是非同步進行的。5、分步進行的過程6、生物氧化釋放的能量，通過與ATP合成相偶聯(lián)，轉換成生物體能夠直接利用的生物能ATP。

第一節(jié)線粒體氧化體系在線粒體內膜上排列著一系列傳遞體（遞氫體和遞電子體），能將代謝物脫下的一對氫原子通過一個連續(xù)進行的鏈式反應逐步傳遞給氧生成水，由于此過程與細胞的攝氧有密切關系，因此稱為呼吸鏈。組成：遞氫體和電子傳遞體（2H2H++2e），存在于線粒體內膜上。1、呼吸鏈內膜脊膜①煙酰胺核苷酸類：主要作為一類不需氧脫氫酶的的輔酶。有NAD+和NADP+，大多脫氫酶以NAD+為輔酶。

電子和氫離子一起被接受，還原型CoⅠ將氫移到NADH脫氫酶上。2、呼吸鏈中包括5類電子載體：②黃素脫氫酶類

黃素酶（NADH脫氫酶）是黃素蛋白，其輔基FMN（FAD）接受2個氫原子成還原型的黃素單核苷酸。③輔酶Q類

又稱泛醌（CoQ)，可接受多種脫氫酶脫下的氫和電子轉變?yōu)榉捍迹–oQH2），處在呼吸鏈的中心地位。泛醇將電子傳給細胞色素bc1復合體，H+釋出。④鐵硫蛋白類NADH脫氫酶還有幾個鐵原子與硫原子結合，組合成鐵-硫中心。其中鐵原子可進行Fe2+Fe3+反應傳遞電子。?表示無機硫

⑤細胞色素類（cytochromes)

是一類以鐵卟啉（血紅素）為輔基的蛋白質。廣泛分布于生物細胞，由于呈現(xiàn)顏色，故稱細胞色素。其作用靠鐵的變價傳遞電子由CoQ傳到氧。a、cytbc1復合體：含ctyb、ctyc1及鐵-硫蛋白。b、cyt氧化酶：含ctya和ctya3

。除含鐵還含銅（Cu2+→Cu+）c、cytc：在ctybc1復合體和cty氧化酶間傳遞電子。

傳遞體作用尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）遞氫體尼克酰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1.NADH氧化呼吸鏈NADH→NADH+H+→FMN→CoQ→2Cyt（b→

c→aa3）→1/2O2糖、脂、蛋白質等有機物在氧化分解過程中脫下的氫，大部分經(jīng)此呼吸鏈氧化為水。3、體內兩條重要的呼吸鏈2.FADH2氧化呼吸鏈

琥珀酸→FADH2→CoQ→2Cyt（b→c→aa3）→1/2O2一般情況下琥珀酸、a-磷酸甘油氧化脫氫生成FADH2作為這條呼吸鏈的最初供體。NADH氧化呼吸鏈FADH2氧化呼吸鏈電子傳遞鏈第二節(jié)

ATP的生成與能量的利用和轉移高能化合物：含有高能鍵的化合物高能鍵：是指水解時能釋放20.9KJ/mol以上能量的化學鍵，用“~”表示。如：ATP、UTP、CTP、GTP、dATP、乙酰輔酶A、琥珀酰輔酶A1.ATP的生成（1）底物水平磷酸化：在被氧化的底物上發(fā)生磷酸化作用。－－即底物被氧化的過程中，形成了某些高能磷酸化合物的中間產(chǎn)物，通過酶的作用可使ADP生成ATP。X~+ADP→ATP+XP1,3-二磷酸甘油酸+ADP→3-磷酸甘油酸+ATP磷酸烯醇式丙酮酸+ADP→丙酮酸+ATP2、氧化磷酸化代謝脫下來的氫經(jīng)呼吸鏈的傳遞交給氧生成水的過程（物質氧化放能的反應）與ADP磷酸化生成ATP的過程（吸能反應）相偶聯(lián)的作用稱為氧化磷酸化。氧化磷酸化是體內生成ATP的主要方式。兩條呼吸鏈ATP生成的部位三、影響氧化磷酸化的因素1.[ATP]/[ADP]的調節(jié)作用（主要）運動——ATP消耗增加——[ATP]/[ADP]值下降——促進氧化磷酸化——NADH迅速減少——ADP升高——間接促進三羧酸循環(huán)此調節(jié)可改變體內物質氧化速度，使體內生成ATP的速度適應生理需要，合理利用能源，避免浪費2.甲狀腺激素的影響甲狀腺激素能誘導細胞膜上Na—K—ATP酶的生成，此酶可加速ATP分解，使[ATP]/[ADP]值下降，促進氧化磷酸化物質氧化速度加快導致機體耗氧量和產(chǎn)熱量增加，所以甲狀腺功能亢進患者常表現(xiàn)為基礎代謝率高，體內產(chǎn)熱量增加，喜冷怕熱，易出汗，機體消瘦等3.抑制劑的作用A、呼吸鏈抑制劑

某些藥物（粉蝶霉素A、魚藤酮、異戊巴比妥等）可與鐵硫蛋白結合，從而阻斷FMN與CoQ之間電子的傳遞。由于呼吸鏈抑制劑阻斷了呼吸鏈中某些部位的電子傳遞，可致細胞呼吸停止，引起死亡。氰化物中毒搶救氰化物能以致細胞色素氧化酶與氧氣之間的電子傳遞。如：苦杏仁、白果、木薯、桃仁治療：亞硝酸異戊酯（吸）、亞硝酸鈉、硫代硫酸鈉（注射）B、解偶聯(lián)劑

能使物質氧化與ADP磷酸化偶聯(lián)作用解離的物質稱為解偶聯(lián)劑。

解偶聯(lián)劑使體內ADP不能磷酸化生成ATP，以致ADP堆積，刺激細胞呼吸，氧化過程加速，細胞耗氧增加。即物質氧化釋放的能量不能儲存在ATP中，而是以熱能形式散發(fā)，以致體溫升高。2.，4—二硝基酚（DNP）、雙香豆素等四、ATP的利用和能量的轉移ATP的生成和利用

物質氧化過程中釋放的能量貯存在ATP分子中，當機體活動需要能量時，ATP分解生成ADP和Pi，釋放的能量用于生命活動，它是生命活動的直接供能物質ATP分子中的高能鍵轉移UDPATPADPUTP糖原CDPCTP磷脂GDPGTP蛋白質體內能量的貯存形式ATP+肌酸肌酸激酶磷酸肌酸+ADP腦和肌肉組織中能量貯存形式當機體ATP消耗過多而致ADP增多時，磷酸肌酸又能將高能磷酸鍵轉移給ADP生成ATP，由ATP提供生命活動所需的能量。二氧化碳的生成體內物質