生化生物氧化

生化生物氧化第一頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日重點(diǎn)線粒體內(nèi)2條呼吸鏈的組成，電子傳遞順序及能量生成線粒體外的還原當(dāng)量進(jìn)入線粒體的2條穿梭途徑及能量生成第二頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日一、生物氧化biologicaloxidation物質(zhì)在體內(nèi)的氧化分解過程，主要是糖、脂、蛋白質(zhì)等在體內(nèi)分解時逐步釋放能量、最終生成二氧化碳和水的過程。

攝氧產(chǎn)能（ATP+熱能）產(chǎn)生H2O+CO2第一節(jié)概述第三頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日生物氧化特點(diǎn)需O2釋放能量產(chǎn)生H2O+CO2第四頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日線粒體內(nèi)的生物氧化第五頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日第一階段：多聚物分解為基本組成單位

糖原葡萄糖；脂肪脂肪酸、甘油；蛋白質(zhì)氨基酸放能<1%，熱能形式第二階段：基本單位生成乙酰CoA

放能：總量的1/3第三階段：乙酰CoA氧化分解

放能:總量的2/3三羧酸循環(huán)CO2H2O+能量乙酰CoA氧化磷酸化線粒體內(nèi)的生物氧化第六頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日氧化還原反應(yīng)氧化反應(yīng)：失電子、脫氫、加氧；多見于分解代謝還原反應(yīng)：得電子、加氫、脫氧；多見于合成代謝實(shí)質(zhì)：電子或氫原子的移換遞氫體/遞電子體：氧化還原酶的輔酶或輔基Fe2+Fe3+-e+e第七頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日第二節(jié)線粒體氧化體系-呼吸鏈概念：代謝物脫下來的氫經(jīng)線粒體內(nèi)膜上多種酶和輔基的傳遞，最后與激活的氧結(jié)合生成水并產(chǎn)生能量。這一系列的酶和輔基按照一定順序排列，稱為電子傳遞鏈（electrontransportchain)，又稱呼吸鏈(respiratorychain)組成：復(fù)合物I—IV

輔酶QcytC第八頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日呼吸鏈的組成第九頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日（1）復(fù)合物Ⅰ——NADH-輔酶Q還原酶蛋白黃素蛋白鐵硫蛋白輔酶/輔基FMNFe2+/Fe3+第十頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日NAD+

——煙酰胺腺嘌呤二核苷酸

CoINADP+——煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸

CoII第十一頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日第十二頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日FMN黃素單核苷酸FAD黃素腺嘌呤二核苷酸異咯嗪D-核糖醇110第十三頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日FAD在此加入一分子腺嘌呤核苷酸第十四頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日鐵硫蛋白(簡寫為Fe-S)是一種與電子傳遞有關(guān)的蛋白質(zhì)，它與NADHQ還原酶的其它蛋白質(zhì)組分結(jié)合成復(fù)合物形式存在。它主要以(2Fe-2S)或(4Fe-4S)形式存在。鐵硫蛋白Fe2S2Fe4S4第十五頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日Fe-S作用：Fe2+Fe3++e

單電子傳遞第十六頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日泛醌（ubiquinone,Q）亦稱輔酶Q（CoenzymeQ,CoQ）

A、結(jié)構(gòu)

1.脂溶性的醌類化合物2.含有很多異戊二烯側(cè)鏈3.是電子傳遞體中唯一可游離存在的電子載體（無蛋白）人體中：CoQ10第十七頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日B、作用：遞氫體C、遞氫機(jī)制：

第十八頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日第十九頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日NADHFMN，F(xiàn)e-SQ

復(fù)合體Ⅰ的電子傳遞第二十頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日蛋白黃素蛋白鐵硫蛋白細(xì)胞色素b560輔酶/輔基FADFe2+/Fe3+Fe2+/Fe3+（2）復(fù)合物Ⅱ琥珀酸-泛醌還原酶第二十一頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日細(xì)胞色素cytochrome,CytA、結(jié)構(gòu)：一類含鐵卜啉輔基的色素蛋白B、分類:Cyta:Cyta、Cyta3

Cytb:Cytb562

、Cytb566、Cytb560Cytc:Cytc、c1細(xì)胞色素第二十二頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日C、區(qū)別：①鐵卜啉輔基側(cè)鏈不同②鐵卜啉輔基與酶蛋白連接方式不同第二十三頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日第二十四頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日Fe3++eFe2+細(xì)胞色素：單電子傳遞體第二十五頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日琥珀酸FAD，F(xiàn)e-S

CoQ

復(fù)合體Ⅱ的電子傳遞第二十六頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日酶/蛋白細(xì)胞色素b562/b566細(xì)胞色素c1鐵硫蛋白輔酶/輔基Fe2+/Fe3+Fe2+/Fe3+Fe2+/Fe3+（3）復(fù)合物Ⅲ輔酶Q-cytc還原酶第二十七頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日（3）復(fù)合物ⅢQ-cytc還原酶QH2

Cytb562Cytb566，F(xiàn)e-S，Cytc1Cytc

復(fù)合體Ⅲ的電子傳遞第二十八頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日第二十九頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日Cytc呈水溶性與線粒體內(nèi)膜外表面結(jié)合不緊密易與線粒體內(nèi)膜分離第三十頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日蛋白(13條多肽)1條含Cu多肽——CuA細(xì)胞色素aa3另1條含Cu多肽——CuB輔酶/輔基Cu+/Cu2+Fe2+/Fe3+Cu+/Cu2+（4）復(fù)合物Ⅳ細(xì)胞色素氧化酶第三十一頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日（4）復(fù)合物Ⅳ細(xì)胞色素氧化酶還原型Cytc

CuACytaa3CuBO2

復(fù)合體Ⅳ的電子傳遞功能:將電子傳遞給氧，生成水第三十二頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日第三十三頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日NADH氧化呼吸鏈琥珀酸氧化呼吸鏈第三十四頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日2條呼吸鏈的電子傳遞NADH呼吸鏈琥珀酸呼吸鏈第三十五頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日呼吸鏈中電子傳遞體排列順序的確定測定各電子傳遞體的氧化還原電位電子流向：低電位至高電位特殊吸收光譜的測定電子傳遞鏈阻斷劑的應(yīng)用復(fù)合物的推導(dǎo)第三十六頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日第三十七頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日第三十八頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日

用抑制劑方法抑制劑阻斷呼吸鏈后

前為還原態(tài)，后為氧化態(tài)第三十九頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日復(fù)合物推導(dǎo)第四十頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日第三節(jié)ATP的生成、儲存與利用

高能磷酸鍵：水解釋能>21KJ/mol的磷酸鍵

高能磷酸化合物：含有高能磷酸鍵的化合物ATP是能量的載體，是能量的攜帶者和傳遞者能量載體—ATP第四十一頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日類型通式舉例△Go酸酐類（焦磷酸化合物）R—O—P～P～PR—O—P～PATP、GTP等

ADP、GDP等-30.5烯醇磷酸

CH2││R—C—O～P磷酸烯醇式丙酮酸-60.9混合酐（?；姿幔?/p>

O

││R—C—O～P1,3—二磷酸甘油酸-61.9磷酸胍類NH

││R—C—NH～P磷酸肌酸-43.9高能硫酯類RCO～SCoA乙酰輔酶A-34.3高能化合物及其種類

第四十二頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日ATP的生成方式1.氧化磷酸化：主要方式2.底物水平磷酸化（substratelevelphosphorylation）：由于脫氫或脫水引起代謝物分子內(nèi)部能量重新分布，形成高能磷酸鍵（或硫脂鍵)轉(zhuǎn)移給ADP(GDP)生成ATP(GTP)的反應(yīng).共3個

1,3-二磷酸甘油酸+ADP3-磷酸甘油酸+ATP

磷酸烯醇式丙酮酸+ADP烯醇式丙酮酸+ATP

琥珀酸單酰CoA+Pi+GDP琥珀酸+CoASH+GTP第四十三頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日氧化磷酸化概念：代謝物氧化脫氫經(jīng)電子傳遞鏈傳遞給氧生成水的同時，釋放能量使ADP生成ATP.由于代謝物的氧化反應(yīng)與ADP的磷酸化反應(yīng)藕聯(lián)發(fā)生，故稱氧化磷酸化（oxidativephosphorylation）第四十四頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日氧化與磷酸化藕聯(lián)部位

的確定1.自由能測定：30.5KJ/mol

第四十五頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日2.P/O比值測定磷氧比值，指每消耗1摩爾氧原子時，ADP磷酸化所攝取的磷酸的摩爾數(shù)，即每消耗1摩爾氧時生成的ATP摩爾數(shù)根據(jù)不同底物的P/O比值，可以大致推算出氧化磷酸化的藕聯(lián)部位第四十六頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日氧化磷酸化部位第四十七頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日氧化磷酸化作用機(jī)制

化學(xué)滲透假說：

1961年由英國生物化學(xué)家Mitchell提出，認(rèn)為電子傳遞釋放出的自由能和ATP合成是與一種跨線粒體內(nèi)膜的質(zhì)子梯度相偶聯(lián)的。獲得1978年的諾貝爾化學(xué)獎主要內(nèi)容：電子傳遞的自由能驅(qū)動H+從線粒體基質(zhì)跨過內(nèi)膜進(jìn)入到膜間隙，從而形成跨線粒體內(nèi)膜的H+電化學(xué)梯度，這個梯度的電化學(xué)電勢驅(qū)動ATP的合成。第四十八頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日第四十九頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日線粒體的結(jié)構(gòu)dtdfhy線粒體顆粒:ATP合酶F1:催化ATP生成F0:H+離子通道第五十頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日OSCP：寡霉素敏感相關(guān)蛋白第五十一頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日當(dāng)H+順濃度遞度經(jīng)F0中a亞基和c亞基之間回流時，γ亞基發(fā)生旋轉(zhuǎn)，3個β亞基的構(gòu)象發(fā)生改變。ATP合酶的工作機(jī)制第五十二頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日影響氧化磷酸化的因素NADH/NAD+:ADP/ATP:最重要呼吸控制（respiratorycontrol）抑制劑：1）解藕聯(lián)劑：如2,4-二硝基苯酚

2）ATP合酶抑制劑：寡霉素

3）電子傳遞抑制劑：魚藤酮第五十三頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日第五十四頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日4.甲狀腺激素

促進(jìn)Mit的氧化磷酸化，ATP生成

甲狀腺激素誘導(dǎo)Na+,K+–ATP酶

使ATPADP+Pi總效應(yīng)：ATP合成，ATP分解也解偶聯(lián)蛋白基因表達(dá)均增加，表現(xiàn)為氧耗，產(chǎn)熱甲亢：易熱，易喘，情緒激動第五十五頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日線粒體DNA(mitochondialDNA)

氧自由基氧化磷酸化突變

ATP呼吸鏈及線粒體蛋白質(zhì)合成mtDNA病線粒體DNA病與衰老有關(guān)。–5.線粒體DNA突變第五十六頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日ATP和ADP的流動

以腺苷酸為載體，反向交換。受胞漿內(nèi)和線粒體內(nèi)

ATP/ADP水平影響第五十七頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日三、ATP的儲存和利用

核苷二磷酸激酶的作用腺苷酸激酶的作用

ADP+ADPATP+AMP1.生成其他核苷三磷酸第五十八頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日肌酸激酶的作用磷酸肌酸作為肌肉和腦組織中能量的一種貯存形式。2.生成磷酸肌酸第五十九頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日生物體內(nèi)能量的儲存和利用：以ATP為中心ADPATP氧化磷酸化底物水平磷酸化～P機(jī)械能（肌肉收縮等）滲透能（物質(zhì)運(yùn)輸）化學(xué)能（合成代謝）電能（生物電）熱能（維持體溫）～P肌酸磷酸肌酸第六十頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日線粒體外的NADH的

氧化磷酸化借助于兩條穿梭途徑

1.α-磷酸甘油穿梭系統(tǒng)

2.蘋果酸-天冬氨酸穿梭系統(tǒng)第六十一頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日1.α-磷酸甘油穿梭：主要存在于腦和骨骼肌中第六十二頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日α-磷酸甘油穿梭特點(diǎn)：線粒體內(nèi)外的α-磷酸甘油脫氫酶的輔酶不同胞液-----NAD+

線粒體---FADFADH2經(jīng)琥珀酸氧化呼吸鏈1.5ATP主要存在于骨骼肌、神經(jīng)細(xì)胞

第六十三頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日2.蘋果酸-天冬氨酸穿梭：主要存在于肝和心肌中2.5ATP第六十四頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日蘋果酸穿梭系統(tǒng)特點(diǎn)：蘋果酸脫氫酶的輔酶是NAD+線粒體內(nèi)的草酰乙酸生成天冬氨酸再穿過線粒體膜。通過NADH氧化呼吸鏈2.5ATP主要存在于肝、心肌組織中。

第六十五頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日磷酸甘油穿梭線粒體內(nèi)生成FADH2生成2分子ATP存在部位：骨骼肌、神經(jīng)組織兩條穿梭途徑比較蘋果酸—天冬氨酸穿梭線粒體內(nèi)生成NADH生成3分子ATP存在部位：心肌、肝臟第六十六頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日幾種重要代謝物的氧化磷酸化cxghhhhhh第六十七頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日一、微粒體中的氧化酶類

1、加單氧酶（monooxygenase）反應(yīng)體系（1）概念：催化一個氧原子加到底物分子上,另一個氧原子被氫還原成水，又稱混合功能氧化酶(mixed-functionoxidase)或羥化酶(Hydroxylase)。RH+NADPH+H++O2ROH+NADP++H2O第四節(jié)非線粒體氧化體系（自學(xué)）第六十八頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日（2）組成蛋白/酶黃素蛋白鐵硫蛋白

加單氧酶（monooxygenase）反應(yīng)體系

亦稱NADPH-CytP450還原酶輔酶/輔基NADP+FADFe2S2CytP450第六十九頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日細(xì)胞色素P450（CytP450）命名：屬Cytb類，與CO結(jié)合后在450nm處有一強(qiáng)吸收而得名。輔基：血紅素（Fe2+Fe3++e）作用：激活O2

將激活的氧加入底物，使底物羥化第七十頁，共七十八頁，編輯于2023年，星期日（3）作用機(jī)制RH.P450.Fe3+RHROH