氧化磷酸化ppt课件

1,.,4生物氧化(BiologicalOxidation)与氧化磷酸化(oxidativephosphorylation),2,.,4.1生物氧化概述4.2电子传递链(呼吸链)4.3氧化磷酸化4.4其他末端氧化酶系统,3,.,三个方面的内容CO2的生成H2O的生成能量的释放生物氧化(biologicaloxidation)：生物细胞将有机物（糖，脂肪，蛋白质等）氧化分解，最终生成CO2和H2O并释放能量的过程。细胞氧化,呼吸作用（respiration）细胞呼吸（微生物）,4.1.2生物氧化的概念,4.1.2.1生物氧化的主要内容,4,.,1mol葡萄糖(glucose,G)彻底氧化生成6CO2和6H2O以及产生2867.5kJ(能量)体内氧化，体外燃烧氧化本质：生物氧化与非生物氧化一样,4.1.2.2生物氧化特点(与非生物氧化比较),5,.,作用方式不同：1，有稳定的环境（细胞内进行）2，酶促反应：酶，辅酶或辅基（电子、质子中间传递体）3，能量是逐步释放。先贮存在高能化合物（如ATP）中，然后再转移能量4，释放的化学能被偶联磷酸化反应所利用,贮存在高能磷酸化合物(如ATP)中。5，氧化部位：真核细胞线粒体原核细胞细胞膜,6,.,1,CO2的生成,4.1.2.3CO2和H2O的生成,氧化脱羧：脱羧并有氧化（脱氢）反应,直接脱羧：由特殊的脱羧酶催化,-脱羧：如酵母菌发酵时丙酮酸脱羧生成乙醛,-脱羧：如在糖异生过程中，草酰乙酸在PEP羧化酶催化下脱羧,-脱羧：如丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A,-脱羧：如三羧酸循环中异柠檬酸脱羧,7,.,2,H2O的生成：,生物体内水的生成：脱氢酶多酶体系一酶体系氧化酶传氢体（质子）传递体电子传递体,2H+O-H2O,（1）H+有机物中都有氢活性（脱氢酶）O-O2活性（氧化酶）,（2）活性氢和活性氧，所处的位置不一样,（3）两者之间有传递体,电子传递链,8,.,9,.,生物氧化的三个阶段,10,.,11,.,12,.,4.2电子传递链(呼吸链),4.2.1线粒体,13,.,14,.,15,.,4.2.2电子传递链(electrontransferchain,ETC),也叫，呼吸链（respiratorychain）,定义：呼吸链又叫电子传递体系或电子传递链，它是代谢物上的氢原子被脱氢酶激活脱落后，经过一系列的传递体，最后传递给被激活的氧原子，而生成水的全部体系。,在真核生物细胞内，它位于线粒体内膜上，原核生物中，它位于细胞膜上。,16,.,NADH氧化呼吸链,FADH2氧化呼吸链,4.2.2.2呼吸链中传递体的顺序,17,.,呼吸链中传递体的排列顺序实验依据,1）根据各种组分标准氧化还原电位确定顺序，氧化还原电位逐渐增加，该值越大，说明越易构成氧化剂处于呼吸链的末端，越小，说明越易构成还原剂处于呼吸链的始端。2）电子亲和力增加的顺序排列；3）吸收光谱变化，氧化程度逐渐增高；4）利用电子传递抑制剂选择性阻断；5）拆开和重组6）还原状态呼吸链缓慢给氧，根据各组分氧化还原状态确定顺序,18,.,19,.,20,.,21,.,22,.,23,.,24,.,25,.,26,.,27,.,由NADH脱氢酶（一种以FMN为辅基的黄素蛋白）和一系列铁硫蛋白（铁硫中心）组成。它从NADH得到两个电子，经铁硫蛋白传递给辅酶Q。铁硫蛋白含有非血红素铁和酸不稳定硫，其铁与肽类半胱氨酸的硫原子配位结合。铁的价态变化使电子从FMNH2转移到辅酶Q。,28,.,29,.,30,.,31,.,32,.,33,.,34,.,35,.,鱼滕酮。抑制部位(复合物)，NADHCoQ抗霉素A，抑制部位(复合物)。CytbCytc氰化物、叠氮化合物(N3),CO,H2S。Cytaa3O2,4.2.3呼吸链的抑制剂,36,.,4.3氧化磷酸化,定义：利用生物氧化过程释放的自由能驱动ADP磷酸化，形成ATP的过程产生ATP的方式：底物水平磷酸化电子传递链的磷酸化(氧化磷酸化),4.3.1氧化磷酸化概念和类型,37,.,特点：形成一个高能磷酸化合物的中间产物，通过酶使细胞中的ADP生成ATP其能量来源伴随有底物脱氢，分子内能量重新分布与氧的存在与否无关,1,底物水平磷酸化(substrate-levelphospharylation),38,.,概念：电子从NADH或FADH2经过电子传递链给分子氧时，将释放的能量转移给ADP，形成ATP的过程。（是生成ATP的主要形式）电子传递过程和磷酸化作用相偶联（两者联在一起）,2，氧化磷酸化(oxidativephosphorylation),39,.,P/O比值：某一种物质作为底物，每消耗1mol原子氧时，有多少原子的无机磷被酯化，及每消耗1mol原子氧时能生成ATP的摩尔数,4.3.2.2测定比,电子传递伴随着的合成，不必以比值作为生成的主要依据,NADH呼吸链,FADH呼吸链,40,.,ATP合成酶的结构Fo-F1ATPaseFo:横跨线粒体内膜，作为质子流动通道，由10多种亚基组成F1:由5种(9个)亚基组成F1ATP酶单独存在，不能合成ATP，能水解ATP,4.3.3氧化磷酸化的机理(化学渗透学说),1,线粒体偶联因子F1-F0,41,.,42,.,理论要点：(1)氢递体、电子递体间隔、定向排列（不能逆转，催化定向）(2)电子传递链复合体（传氢体）起质子泵的作用，将质子从线粒体基质侧定向的泵到内膜外膜，将电子传给其后的电子传递体(3)内膜对质子不透性:使内膜外侧的质子高于内侧，形成一个质子的跨膜梯度，这种跨膜的质子电化学梯度就是推动ATP合成的原动力,4.3.3.2氧化磷酸化作用机制化学渗透学说(Chemiosmotichypothesis),由英国的P.Mitchell提出,43,.,(4)H+通过ATP酶上特殊途径，返回到内膜（逆向回流），通过质子梯度所释放的自由能偶联的ADP与磷合成ATP，其质子电化学梯度也就消失,44,.,45,.,46,.,在呼吸链中,每对电子通过NADH-Q还原酶有4个质子从基质中泵出;每对电子通过细胞色素bc1复合物有2个质子从基质泵出;而每对电子通过细胞色素氧化酶也有4个质子泵出;这样就形成了跨膜质子梯度.当这些质子通过ATP合成酶返回基质时,就促使ATP的合成.,研究表明,合成合成1molATP需要3个质子通过ATP合成酶;同时产生的ATP从线粒基质进入细胞质还要消耗1个质子,所以合成1个ATP分子需要4个质子.一对电子从NADH到氧将产生:2.5个ATP(4+2+4)/4一对电子从FADH2或FMNH2到氧气产生:1.5个ATP(2+4)/4,47,.,48,.,49,.,50,.,两种穿梭系统的比较,-磷酸甘油穿梭,苹果酸-天冬氨酸穿梭,穿梭物质,-磷