第六章 代谢总论

第六章一般代谢，主要内容1。代谢，中间代谢的概念：分解代谢和合成代谢，代谢的功能；2.高能化合物：高能化合物的类型和三磷酸腺苷效应；3.生物氧化：生物氧化的概念，呼吸链的概念和组成；呼吸链的类型和顺序；4.氧化磷酸化：氧化磷酸化的偶联位点；细胞产生三磷酸腺苷的方式；线粒体外NADH的氧化磷酸化。要点1。1的结构特点和功能。三磷酸腺苷；2.生物氧化；3.氧化磷酸化。困难1。呼吸链；2.氧化磷酸化。一般代谢，第1节，代谢，第2节，高能化合物，第3节，生物氧化，第4节，氧化磷酸化，第5节，其他氧化酶系统，第1节，代谢，概念：由酶催化的活细胞中所有化学变化的总和，伴随着能量的变化。它是生物的基本条件，也是生命的基本特征。小分子合成生物大分子，1.1概念，1 .代谢途径相似，2 .反应复杂(多步)，有严格的顺序，3 .过程温和，酶催化，4 .敏感的自我调节，1.2特征，1.3功能，1.1从周围环境获得营养。(2)将从外部引入的营养物质转化为他们需要的建筑材料。(3)将结构单元组装成它们自己的大分子。(4)形成或分解生物功能所需的生物分子。(5)提供生活活动所需的所有能量。第二部分：高能化合物。概念。在生化反应中，在水解或基团转移反应中能释放大量自由能(21千焦/摩尔)的化合物称为高能化合物。高能键并不意味着该键集中了大量能量，而是指在该键水解前后，分子结构中的自由能发生了很大的变化。“高能键”、“高能键”，P34，2.2高能化合物类型，磷氮键类型，磷氧键类型，硫碳键类型，2.3ATP-最重要的高能化合物，生物“能量货币”，磷酸基团转移反应的中间载体，以及P36，三磷酸腺苷中高能磷酸键的水解。atpad pig 0 =-7.3 kcal/molapampig 0 =-7.3 kcal/molapampig 0 =-7.7 kcal/mol PPI 2 pi 0 =-6.9 kcal/mol，atpad 2 pi 0 =-14.6 kcal/mol，第3节生物氧化，概念3.1，什么是生物氧化？生物体中物质的氧化称为生物氧化，主要指糖、脂肪、蛋白质等在体内分解时逐渐释放能量的过程，最终产生CO2和H2O，也称为细胞呼吸。P114和P114，3.2的特性与体外氧化相同。(1)生物氧化中物质的氧化方式包括加氧、脱氢和电子损失，遵循氧化还原反应的一般规律。(2)当物质在体内和体外被氧化时，消耗的氧气量、最终产物(CO2、H2O)和释放的能量是相同的。CO2和H2O，能量，ADP，三磷酸腺苷，热能，不同于体外氧化，生物氧化，体外氧化，广泛的水脱氢反应使物质间接获得氧气，并增加了脱氢的机会；脱水氢与氧结合生成H2O，有机酸脱羧生成二氧化碳。能量会突然释放。产生的二氧化碳和H2O是由物质中的碳和氢与氧直接结合产生的。是在一个温和的细胞环境中(体温、酸碱度接近中性)，在一系列的酶促反应中逐步释放能量，有利于身体捕捉能量，提高三磷酸腺苷的生产效率。3.2呼吸器。从代谢物中去除的成对氢原子(2H)通过由各种酶和辅酶催化的链式反应逐渐转移，最后与氧结合生成水。这一系列的酶和辅酶被称为呼吸链，也称为电子传递链。氢供体：在呼吸链中参与氢传递的辅酶或辅酶(NAD，FMN，FAD，CoQ)。参与呼吸链电子转移的辅酶或辅助基团(铁硫、血红素、铁、铜)。p118，s. nadfmncoqbc1c (a3) 1/2o2fads。电子转移链位于原核细胞的质膜和真核细胞的线粒体内膜上。(1)NAD和NADP，五价硝基之间发生氧化还原反应的变化，P121，参见第一卷P444，(2)黄素蛋白，FADFMN，参见第一卷P446，(3)铁硫蛋白(Fe-S)，Fe2Fe3E，transfer electrons，铁硫蛋白(缩写为Fe-S)是一种与电子转移有关的蛋白，它与NADHQ还原酶的其他蛋白组分结合形成复合物。它主要以(2Fe-2S)或(4Fe-4S)的形式存在。(2Fe-2S)含有两个活性无机硫和两个铁原子。铁硫蛋白通过Fe3e-Fe2(缩写为Q)或辅酶-Q(CoQ)的变化作为电子的载体：它是电子运输链中唯一的非蛋白电子载体。是脂溶性醌化合物。(4)辅酶Q(CoQ)，又称泛醌，人类：CoQ10，(cyt。)是含铁的电子转移体，辅助基团是铁卟啉的衍生物。铁原子位于卟啉环的中心，形成血红素。各种细胞色素的辅基结构略有不同。线粒体呼吸链主要含有细胞色素A、B、C和c1，它们的辅助基团分别是血红素A、B和C。细胞色素a、b、c可以通过它们的紫外-可见吸收光谱来鉴别。细胞色素主要通过Fe3EFE2的相互作用转移电子。(5)细胞色素(Cyt)，电子传递链中一种独立的蛋白质电子载体，位于线粒体内膜的外表面，属于膜周蛋白，溶于水。它与细胞色素c1具有相同的辅基，但蛋白质组成不同。Cyt.c在电子转移过程中通过Fe3Fe2的相互转化作为电子转移中间体。以铁卟啉为辅助基团的细胞色素c(cyt.c)具有不同的吸收光谱，电子转移具有严格的方向和顺序。Eo低，Eo高，四种复合物分布在线粒体内膜、Q、Cytc、基质侧、胞质溶胶侧、线粒体内膜、(1)复合物: NADH-Q还原酶，功能，(2)复合物:琥珀酸-Q还原酶，功能，(3)复合物:细胞色素还原酶或泛醌-Cytc还原酶，功能，P125，(4)复合物:细胞色素c氧化酶，功能，NADH呼吸链，FADH2呼吸事实上，氧化和氧化释放的能量被用来形成三磷酸腺苷过程的偶联反应(磷酸化)。底物分子的内部能量被重新分配以产生高能键，高能键磷酸化磷酸二钠生成三磷酸腺苷。减去磷酸化，呼吸链中的电子转移如何促进ADP磷酸化形成三磷酸腺苷？根据化学原理，当电子通过呼吸链传输时，质子(H)可以从线粒体内膜的基质侧泵送到内膜的细胞质侧，在膜内外产生质子的电化学梯度来储存能量。当质子沿着浓度梯度回流时，二磷酸腺苷和三磷酸腺苷被驱动产生三磷酸腺苷。这种能量被称为质子动力。1961年，彼得米切尔提出1961年、1978年诺贝尔化学渗透理论模型，F1-F0-三磷酸腺苷合成酶复合物，4.3 fo F1-三磷酸腺苷合成酶复合物，球形头，延伸入线粒体基质，由5个亚单位33组成，是三磷酸腺苷合成酶的催化部分。它穿过线粒体内膜，包含质子通道，由十多个亚单位组成。F1和Fo之间的茎秆含有寡霉素敏感蛋白。Fo，tsite (tiger) :与s紧密结合，具有催化活性。Lsite(Loose):松散地与硫结合，没有催化活性。奥西特(开放):与s的亲和力极低。4.4P/O，通过呼吸链将代谢物中的氢氧化为水，并通过呼吸链将一对电子转移到O2，再转移到水，从而产生的三磷酸腺苷分子数。P131，4.5氧化磷酸化抑制剂寡霉素直接作用于三磷酸腺苷合成酶复合物，从而抑制三磷酸腺苷合成。不作用于电子转运体或三磷酸腺苷合成酶复合物，仅消除穿过膜的质子浓度梯度，从而释放电子转移和磷酸化之间的偶联，并且不能合成三磷酸腺苷。细胞侧，基质侧，2，4-二硝基苯酚(DNP)，解偶联蛋白，解偶联蛋白作用机制，4.6穿梭系统，(1)动物细胞两种，肌细胞，肝细胞，P139，4.6.1磷酸甘油穿梭系统，不通过复合物，4.6.2苹果酸穿梭系统，通过复合物，氧化还原电位氧化还原反应，还原剂失去电子的倾向或氧化剂获得电子的倾向称为氧化还原电位，用e表示氧化还原电位用E0表示。P115。生物氧化的本质是电子的获得和损失。失去电子是氧化，失去电子是还原剂和电子供体。获得的电子是还原的，获得的电子是氧化剂和电子受体。在生物体中，生物氧化是在一系列氧化还原酶的催化下逐步进行的。反应的每一步都是由特定的酶催化的。对于生物体来说，其生理条件接近于pH7，所以E0是常用的。标准氢电极的氧还原电位设置为零，而生物化学中当pH=7时，氢电极的氧还原电位为-0.42。E0值越小(负值越大)，对电子的亲和力越小，就越容易失去电子，而电子本身就是一种更强的还原剂；E0值越大(负值越小或正值越大)，对电子的亲和力越大，就越容易获得电子，而电子本身就是更强的氧化剂。因此，从标准氧化还原电位，我们可以预测电子在标准条件下的流向。电子总是从氧还原电位较低的氧返回到氧还原电位较高的氧。见P117书，表24-1教科书二中某些生物氧还原系统的标准氧还原电位值。下列哪种物质可能是线粒体呼吸链的磷酸化位点？辅酶q和细胞色素b；细胞色素b和细胞色素c；丙酮酸和nadDFAD和叶黄素蛋白质e细胞色素c和细胞色素aa3。b，2。代谢产物产生水A，并在每次它们脱离两个氢原子的经典呼吸链时释放能量；一分子水和三分子三磷酸腺苷；一分子水和两分子三磷酸腺苷；一分子水和两三分子三磷酸腺苷。D3。烟酰胺脱氢酶的辅酶为AFMN或FAD；BNAD或nadp。含铁的菲咯啉衍生物；DTPP .下列哪个氧化还原系统具有最高的氧化还