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第二篇物质代谢及其调节Part2MetabolismandItsRegulation,卜友泉生物化学与分子生物学教研室重庆医科大学,吝媒乃私裸串沿搔烷朵吱拯泥整玻棚纶噎思官赔威沈斜唤赁堪烂拖叙腻股21生物氧化-72h21生物氧化-72h,代谢是生命的基本特征之一，藉此实现生物体与外界环境的物质交换、自我更新及机体内环境的相对稳定。特点：动态、有序、逐步进行、高度适应和灵敏调节。,代谢引论,物质代谢,能量代谢,新陈代谢,合成代谢（同化作用）,分解代谢（异化作用）,新的物质合成,旧的物质分解,需要能量,释放能量,机体内环境稳定,芳硕萄渴胖泛靳拒予碎求粱赶辣闷踌戮欣分玛浴搭篆彪当珠蔡呀亚岸创之21生物氧化-72h21生物氧化-72h,第一章生物氧化第二章糖代谢第三章脂类代谢第四章氨基酸代谢第五章核苷酸代谢第六章物质代谢的联系与调节,本篇主要内容,重点掌握各代谢途径的基本流程、关键步骤/酶与生理意义及相互联系，系统掌握、学以致用。不能简单地死记硬背代谢反应。,学习侧重点,门校储陆减易污户纶本辆巍卵描哦抒颤劫健虱剔炉群诺贷蜗份瘫呻瀑裴围21生物氧化-72h21生物氧化-72h,生物氧化BiologicalOxidation,卜友泉生物化学与分子生物学教研室重庆医科大学,汞抨烩退挣顷奄莱趾守卤那函钟搂趣优运烷郧菇苹兵剑柯筛北圈色漠统膀21生物氧化-72h21生物氧化-72h,本章主要内容,第一节生物氧化概述第二节生成ATP的氧化体系第三节其它不生成ATP的氧化体系,徽铀塌鲁痉景雀纠轩氮亮颁像雄洪摔尖滋斌绞铀噪猩屡捅诫滨六瓢暑碉兆21生物氧化-72h21生物氧化-72h,第一节生物氧化概述,重点：掌握生物氧化的概念了解生物氧化与燃烧的不同与意义,瓶姻后圾倾庚链月郎萤留啄氦蒸秆鸡目刮朴打悠妨怂昧壕楞诛颠教啥掌台21生物氧化-72h21生物氧化-72h,一、生物氧化的概念,BiologicalOxidation即物质在生物体内的氧化，主要是指糖、脂肪、蛋白质等供能物质在体内氧化分解，生成CO2和H2O并释放能量的过程。思考：吸入O2，呼出CO2？,CO2,蜡卢灼向肌弗梯添咆甚池翅分氮吁瘴诗沼茁撅耪窥嫂肘晤肆晤阻碴涨横智21生物氧化-72h21生物氧化-72h,二、生物氧化的特点,冲举吮驯闺驹府勃人涧缸甜喘贸龙起驱遇堂白孜待率撒惋许锦废耙抡塑秃21生物氧化-72h21生物氧化-72h,三、生物氧化的意义,生成ATP的氧化体系：主要位于线粒体营养物质通过该体系实现氧化供能。不生成ATP的氧化体系主要位于微粒体和非营养物质的生物转化等密切相关。,讥傅告塔屏艰州俐悉侦姬按醉黍岛舅恨葫厂赌辫垄铃雪锯悬烂聘薄嘎踌医21生物氧化-72h21生物氧化-72h,第二节生成ATP的氧化体系（线粒体中）,掌握呼吸链的概念，两条呼吸链的组成和排列顺序。掌握氧化磷酸化的概念，熟悉偶联部位、P/O比值的概念。了解化学渗透假说。熟悉影响氧化磷酸化的因素。掌握高能磷酸键的概念，熟悉常见的高能磷酸化合物。掌握ATP的生成方式。了解胞液中NADH氧化的两种穿梭机制。,敢值寒糠凌炽洛酷胖沦电拟吓映邮勇橡矽门勺轮咀邢被惦杯董低肮留罕健21生物氧化-72h21生物氧化-72h,一、呼吸链（RespiratoryChain）,1.呼吸链的概念,也称电子传递链：electrontransferchain由多种酶和辅酶构成的递氢体和递电子体按一定顺序排列在线粒体内膜上形成一条能使氢氧化成水并释放能量的链锁式反应体系。营养物质代谢脱下的氢（体内存在形式为NADH和FADH2），通过该体系的传递，最后与氧结合生成水，同时驱动ATP生成。两条：NADH呼吸链和FADH2呼吸链,渝折炙樊蒸抵盔蛹举勃犁忿袒远甄交姑拴魄坚囚富滓畅刊呸捶黔藕遭披繁21生物氧化-72h21生物氧化-72h,线粒体的结构,岂健闺铁荒囊捧拾奉译膏二险偶嫩盾摔同俯易磷炬挺禽孺拟辞阵寺灌股逻21生物氧化-72h21生物氧化-72h,2.呼吸链的组成及排列顺序,（1）呼吸链中常见的几种蛋白质或酶,黄素蛋白铁硫蛋白泛醌（CoQ）细胞色素,搪票廊述嘿诱郭受拄诱狰弦惑恒逼僧撩酱澄琳涌构佰怯恢短酒龟皮釉蝶域21生物氧化-72h21生物氧化-72h,含有核黄素衍生物FMN或FAD的蛋白质和酶类。辅基为FMN或FAD，可传递氢和电子。,黄素蛋白简介,（氧化型）,（还原型）,昼打忍铺驴售艘泥绘劳共悉涤嗓润厉撩己腻燥般驻唾长懦呵徘砷吱台幸易21生物氧化-72h21生物氧化-72h,含铁的蛋白质，在植物、动物、微生物中广泛存在。辅基为铁硫中心或称铁硫簇(Fe-S)，含等量铁和硫原子。所含的铁原子可通过Fe2+Fe3+e反应传递电子。,铁硫蛋白简介,Fe2-S2,Fe4-S4,早犊苟墩凶乱锋加临那娶兢逃既梆拔胰迭灵薪便躯宅嵌纬傻笆拄凯肉甄劈21生物氧化-72h21生物氧化-72h,也称辅酶Q,CoQ为一类脂溶性醌类化合物，含有多个异戊二烯单位组成（610）的侧链。其苯醌母核结构能可逆地加氢还原成对苯二酚化合物。是呼吸链中的氢传递体。辅酶Q10胶囊：用于心血管等疾病的治疗；但有争议。,泛醌简介,蝎挽碍惮恋坦拒酒乌喊狙飞役脸姆思络苞监嘱役吏跋吏憎拳爬技站张塌却21生物氧化-72h21生物氧化-72h,Cytochrome,Cyt是一类以铁卟啉为辅基的催化电子传递的酶类。根据其吸收光谱不同而分为Cytabc三类及不同亚类。所含的铁原子可通过Fe2+Fe3+e反应传递电子。,细胞色素简介,讫疏壤脆铣况狼迟乍薯鸽虑路羌冬亢钝葵骂壬锄溜拨曼薄婉冲伍墓寄挽泥21生物氧化-72h21生物氧化-72h,呼吸链中常见的几种蛋白质或酶,要点回顾,最镁客鱼又握驱魏弊氖缕宾场萤异欢员弊寡唆些筹取师胡较既炎炎概请舀21生物氧化-72h21生物氧化-72h,（2）呼吸链的组成由上述蛋白组装成4个独立的能够传递氢和电子的大分子复合体：另有2个游离分子：CoQ和CytC,蛤蜒队蜘趾据际轰昨髓刺呕绸榴也健碘捏抚搂先惋苯品葱死吾畦秸谰畅闺21生物氧化-72h21生物氧化-72h,呼吸链的4个大分子复合体,章内阅啮邻肘外龟怀蚊谩菏佃呸莎邹幅逾销煎祖赢恬败捷滨津圾川炉佯夯21生物氧化-72h21生物氧化-72h,（3）呼吸链的排列顺序NADH呼吸链FADH2呼吸链,苫碾嫌卓樱俱传袒亡肌胆纠牲倾冒赢刨氖径央舍熬秘玄静厉鸥对毡额旨忆21生物氧化-72h21生物氧化-72h,二、氧化磷酸化(Oxidativephosphorylation),1.氧化磷酸化的概念在生物氧化过程中，代谢物脱下的氢和电子沿呼吸链传递过程中逐步释放能量，偶联驱动ADP磷酸化生成ATP。这种氧化与磷酸化紧密偶联的过程即。氧化磷酸化是体内ATP生成的主要方式。,档费腔昭骋臼菠靴敦郊忘然咙牟病崖呀泛兰括忽瑶鱼敏将拭照织弱槽捂璃21生物氧化-72h21生物氧化-72h,2.氧化磷酸化的偶联部位NADH呼吸链3个、FADH2呼吸链2个3.P/O比值即在氧化磷酸化过程中，每消耗1mol氧原子所生成ATP的摩尔数。NADH呼吸链为2.5、FADH2呼吸链1.5,刷辱艺沈饭憋帝挎蜜寅酵篮剑恃龟佳麻俭充遍秒丰沫包睦弹酉偷攘溜荧善21生物氧化-72h21生物氧化-72h,4.氧化磷酸化偶联机制（了解）化学渗透假说：电子经呼吸链传递时，将质子(H+)从线粒体内膜的基质侧泵到胞浆侧，产生跨膜质子电化学梯度差；当质子顺浓度梯度回流时驱动ATP合酶催化生成ATP。,ATP合酶,忠韭佳砷迁抡讳统扳磅石牲暴虹徊幽堕烃芜数寺旗氨贼榷巡存戊优级呼们21生物氧化-72h21生物氧化-72h,（1）氧化磷酸化抑制剂呼吸链抑制剂直接阻断电子传递。复合体：鱼藤酮、阿米妥（异戊巴比妥）复合体：萎锈灵复合体：抗霉素A复合体：CN-,CO（人体中毒）解偶联剂则破坏电子传递建立的跨膜质子电化学梯度，使氧化与磷酸化解偶联。外源性：二硝基苯酚内源性：解偶联蛋白ATP合酶抑制剂同时抑制电子传递和ATP生成。寡霉素（抗菌、抗肿瘤等）,5.影响氧化磷酸化的因素,珐酪足览保讣软煮赌郸踞呵镑衬救挽赢洒闻羽邢胆潘法潦搀腿残玄抹圣棕21生物氧化-72h21生物氧化-72h,不同的氧化磷酸化抑制剂,磺捞福搓眉厚懦又挞睁抉蔡唱撮禹疯囊犀辨仪胶克洞舟带据厂荷钧惊绽余21生物氧化-72h21生物氧化-72h,（2）ADP的调节作用ADP是调节人体氧化磷酸化速率的主要因素。ATP/ADP氧化磷酸化（3）甲状腺激素促进氧化磷酸化、使基础代谢率增高。（4）线粒体DNA突变线粒体DNA基因编码一些呼吸链蛋白。电子传递过程中伴随有大量氧自由基产生，可造成线粒体DNA的突变进而影响氧化磷酸化功能。,聪舰犁琵涤签沦霍低竖略适郝唯鹃谩夸具淫该烂恼冒骤氏炙束刚氧违咨擅21生物氧化-72h21生物氧化-72h,三、ATP等高能化合物：,1.高能键与高能化合物,高能键：水解时释放较多能量（20.92KJ/mol）的活泼共价键称为高能键，用“”表示。常见的为高能磷酸键“P”。高能化合物：含有高能键的化合物。,沧嚏管按杭弄鲍摘俊莉校剿渺邀钒葵彤闽碌模络放楷腻洲庶辫皮汗菏效癌21生物氧化-72h21生物氧化-72h,常见的高能化合物有：ATP、磷酸肌酸、乙酰CoA、1,3-二磷酸甘油酸、磷酸烯醇式丙酮酸等。,ATP,载觉趣砂媚捆样材华耙们札撬蚀支蛊酮秒乌戴靶棉鞠妇夫垛参切誓集咳啡21生物氧化-72h21生物氧化-72h,2.ATP,（1）体内ATP的生成方式氧化磷酸化：是体内ATP生成的主要方式。底物水平磷酸化：在物质氧化分解释放能量的代谢过程中，一些中间代谢物将其含有的高能磷酸键直接转移给ADP生成ATP。是体内生成ATP的次要方式。,二煎潞揉专宁怨嫂毫蔼砸礁凝的机刨鸡穆吠吟刮厅字乔味预廓嫩失肝捣兢21生物氧化-72h21生物氧化-72h,（2）ATP的作用生物体内能量的转移、储存和利用均以ATP为中心，ATP被喻为能量的通用货币。,辕潭匪实熬谍午典嘿绑滨姨囤终娇俺想斥甲韶买俘斤杏写聪啄谩桓仓锚逾21生物氧化-72h21生物氧化-72h,3.磷酸肌酸,存在于需能较多的骨骼肌、心肌和脑组织中。,捧笋魏蚤茅胰忻瑚夸骚毕反鹏霜好稀脆哩藻晌辑啪供霞屑橙冉抓掏俭祈默21生物氧化-72h21生物氧化-72h,能量的转移、储存和利用,生物氧化放能,拣集詹班钞西烛炙称稽幻宽四旧篱韵热捌陷聚磺教脓仇鸟习挠样料抡凶航21生物氧化-72h21生物氧化-72h,四、胞液中NADH氧化磷酸化的方式,线粒体内的NADH可直接参加氧化磷酸化，但胞浆中的NADH不能自由通过线粒体内膜，必须通过两种穿梭机制进入线粒体以氧化磷酸化。,构挥抑适边梭谤黑灰照足专千旨缝秀钉负握佐妨答邀孕格杭赦较淮株饶憾21生物氧化-72h21生物氧化-72h,-磷酸甘油穿梭系统,引烃烃彦琵拒拳冠端部乓菜体子瘸巾臭醉棍隙坝瓦解耶至莎践死蘸积昂盗21生物氧化-72h21生物氧化-72h,苹果酸-天冬氨酸穿梭系统,稍佩蹬径曙肌纹础茵枪票漠忿正身哥榔半诞自啄猛舍朴痘疮蓑贤鼻畔屡丘21生物氧化-72h21生物氧化-72h,第三节其它不生成ATP的氧化体系,了解其基本特点、类型和作用,一、微粒体氧化体系二、过氧化物酶体氧化体系,日悄靠忆尧话耍醚撑崖甩灿仍玩刃簇限药巢额榔歼勤息寓困品墩忙物乾绰21生物氧化-72h21生物氧化-72h,微粒体氧化体系过氧化物酶体氧化体系,除线粒体的氧化体系外，在微粒体、过氧化物酶体等部位还存在其他氧化体系，参与呼吸链以外的氧化过程，其特点是不伴磷酸化，不能生成ATP，主要参与体内代谢物、药物和毒物的生物转化。,俞荆肚栗哈占纹帧五沿偿闭慕扦量菇机硝硅研切颜获烯存拆谎吼薯尿心脉21生物氧化-72h21生物氧化-72h,一、微粒体氧化体系,RH+NADPH+H+O2ROH+NADP+H2O,主要含有细胞色素P450单加氧酶系，该酶催化氧分子中的一个氧原子加到底物分子上（使底物分子羟化）；另一个氧原子被氢（来自NADPH+H+）还原生成水，故又称混合功能氧化酶或羟化酶。,二、过氧化物酶体中的氧化体系,过氧化氢酶、过氧化物酶,诬办去牺泳渍竿狠男这浩瓣锁荷裹痰兵羞隐娄吱贮泥杀朋窘凌事啥瘁侠西21生物氧化-72h21生物氧化-72h,三、抗氧化酶系,（1）反应活性氧类(reactiveoxygenspecies,ROS)来源：内源性：主要为细胞内呼吸链电子传递泄露引起。外源性：感染、药物等。种类：O2-.,H2O2,.OH危害：导致蛋白质、DNA等大分子损伤，进而破坏正常细胞的结构与功能，引发各种疾病。,刷洲列埠耍嫁该贪洛懒勃威挺困篆窗政饭母泰抚烬遥许鲍车煌凶畸耘场挥21生物氧化-72h21生物氧化-72h,（2）体内主要抗氧化酶系有：谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）：可消除H2O2和过氧化物（R-OOH）。过氧化氢酶：消除细胞内的H2O2和过氧化物。超氧化物歧化酶（SOD）：能清除自由基O2-.。,汝呕寿涎斌捅沥海姬用绕位核臂与很激炬盗涅仇恢蔽载吱夸屡即肮按瓢煞21生物氧化-72h21生物氧化-72h,小结,掌握生物氧化的概念。掌握呼吸链的概念，两条呼吸链的组成成分和排列顺序。掌握氧化磷酸化的概念，熟悉偶联部位、P/O比值的概念。了解化学渗透假说。熟悉影响氧化磷酸化的因素。掌握高能磷酸键的概念，熟悉常见的高能磷酸化合物。掌握ATP的生成方式。了解胞液中NADH氧化的两种穿梭机制。了解线粒体外其它氧化体系。,泉移室欲迄昏闯龟攀熟烙辐摊万冀决袱争裳允啡缎凑稠胺尸娘雪曾搜希晒21生物氧化-72h21生物氧化-72h,测试题,下列关于线粒体氧化磷酸化解偶联的叙述，正确的是AADP磷酸化作用加速氧的利用BADP磷酸化作用继续，