学生-第九章生物氧化演示课件

1、Chapter 9 Biological oxidation 生物氧化,1 Overview,1. The concept (1) 辅基 FAD-黄素腺嘌呤二核苷酸 作为琥珀酸脱氢酶的辅基; 作用: 递氢体,（FP1）,(FP2),（3）递氢机理 （功能部位 ：异咯嗪环的N1和N10）,在呼吸链中：,1,10,CH2-S,Fe,S,Fe,S,Fe,S,Fe,S,CH2-S,S-CH2,S-CH2,常见铁硫簇: Fe4-S4 或 Fe2-S2,铁硫中心：,3. 铁硫蛋白类 (Fe-S, iron-sulfur proteins),FMN (Fe-S) 存在形式 FAD (Fe-S).b (2)

2、作用: 递电子体 递电子机理 Fe3+ Fe2+,and,Cyt.b. C1 (Fe-S),等复合物形式,e,e,在呼吸链中：,4. 泛醌（ Ubiquinone, Q10 ， CoQ10 ）,结构 醌类化合物 作用: 递氢体,(3) 递氢机理,在呼吸链中：,（2H 2H+ + 2e）,5. 细胞色素类 (Cytochromes, Cyt.),Cyt. 主要类型: 根据吸收光谱不同，Cyt.类分为a、b和c三大类, 每一大类又有几种亚类。,Cyt.b5和Cyt.p450 主要存在于肝细胞微粒体，参与生物转化。,Cyt.b、c1、c、a和a3 存在于线粒体内膜, 作为呼吸链成员；,蛋白质 由两大

3、部分构成 铁卟啉,（1） 基本结构,（ 以细胞色素C为例）,(2) 作用 递电子体 (3) 递电子机理 Fe3+ Fe2+,e,e,(4) 递电子顺序 Cyt.b c1 c a a3 O2,通过与氧结合，可将电子直接传递给氧， Cyt aa3 被称为细胞色素氧化酶 当Cyt a3 与CO或CN-结合时，可致呼吸链中断。,不能与O2 或CO、CN-等结合,可与O2 、也可 与CO和CN-结合,Cyt b、 c1、 c,a,在呼吸链中细胞色素类递电子顺序,2Fe2+,2Fe3+,2Fe3+,2Fe2+,2Fe3+,2Fe2+,2Fe3+,2Fe2+, O2,O2-,2e,2e,2e,2e,2e,b

4、,c1,c,a.a3,CoQ2H 2H+,2e,2H+,H2O,呼吸链各成分在线粒体内膜上的分布与定位,FMN (Fe-S),a. a3,Cyt. b. (Fe-S).c1,FAD (Fe - S),人线粒体呼吸链四大复合体组成及作用,2. Arrangement sequences of respiratory chains,NADH+H+氧化呼吸链 2. FADH2氧化（或称琥珀酸氧化）呼吸链,1、NADH+H+氧化呼吸链,NADH FMN CoQ Cyt.bc1 c a.a3 O2 +H+ (Fe-S) (Fe-S) (Cu2+),组成成员 排列顺序 产生ATP: 2.5分子,2、 FA

5、DH2氧化呼吸链,FAD H2 CoQ Cyt.bc1 c a.a3 O2 (Fe-S) (Fe-S) (Cu2+),组成成员 排列顺序 产生ATP： 1.5分子,NADH FMN Q10 Cytb Cytc1 Cytc aa3 (Fe-S) (Fe-S),FAD.H2 (Fe-S),琥珀酸,2H,2H,2H,2H,2H+,2e,2e,2e,2e,2e,体内两条重要呼吸链的相互联系,NADH FMN Q10 Cytb Cytc1 Cytc aa3 + H+ (Fe-S) (Fe-S) O2,FAD H2 (Fe-S),II,I,III,IV,琥珀酸,NADH-Q 还原酶,琥珀酸-Q 还原酶,Q

6、-Cyt还原酶,细胞色素氧化酶,CH2OH C=O CH2O- P,磷酸二羟丙酮,CH2OH CHOH CH2O- P,甘油-3-磷酸,NADH+H+,NAD+,QH2,Q,1/2O2,H2O,2P,FAD Fe-S,线粒体内膜,基质,胞质,甘油-3-磷 酸脱氢酶,甘油-3-磷酸穿梭,3. The oxidation of NADHH+ in the cytoplasma,苹果酸天冬氨酸穿梭,苹果酸脱氢酶,苹果酸脱氢酶,天冬氨酸氨基转移酶,天冬氨酸氨基转移酶,Summary（胞质中NADHH+的氧化）,1. 甘油-3-磷酸穿梭作用,（肌肉、神经组织）,（心肌、肝组织）,2.苹果酸-天冬氨酸穿梭

7、作用,3 Biological Oxidation Cyt.b c ; Cyta.a3O2,3. The influence factors of oxidative phosphorylation,Inhibitor ADP thyroid hormone mitochondrial DNA,1) Inhibitor (1) The inhibitors in the respiratory chain FADH2 (Fe-S),(-),(-),(-),antimycin抗霉素A,CN- CO,Rotenone 鱼藤酮,Amytal 阿米妥,NADH FMN CoQ Cyt.b C1 C a

8、a3 O2 (Fe-S),(2) Uncoupler 解偶联剂,DNP 解除氧化与磷酸化的偶联作用 耗O2量、 耗Pi 量 P/O 比值 ATP生成 ,解偶联,使氧化与磷酸化之间的偶联过程脱离,2) ADP regulation,1） 运动时：ADP/ATP 氧化磷酸化 2）休息时：ADP/ATP 氧化磷酸化,3) thyroid hormone regulation,T3 / T4 Na+-K+-ATPase ,氧化磷酸化 耗O2 量ATP生成,ADP + Pi + 产热量 ,ATP,(+),(+),4) mitochondrial DNA mutation,mt DNA编码呼吸链复合 体的

9、部分多肽链及蛋白质,mtDNA突变,影响氧化磷酸化,ATP生成减少,发生多种疾病,4. Utilize, transfer, and store ATP,（一） ATP的利用,（二）ATP分子中高能键的转移,ATP +,UDP CDP GDP,ADP +,UTP（参与糖原合成） CTP（参与磷脂合成） GTP（参与蛋白质合成）,（三）磷酸肌酸是能量储存形式,H2N+ C-NH2 H3C-N CH2 COO-,H2N+ H O C-NP-O- H3C-N O- CH2 COO-,ATP ADP,肌酸激酶,肌酸,磷酸肌酸（CP）,（肌肉、脑组织储能形式）,creatine phosphate,cr

10、eatine,代谢物,分解氧化,CO2 H2O,能,热能（散发）,化学能 （储能）,ATP,ADP,Pi,C,CP,+,能,机械能（肌肉收缩） 化学能（合成代谢） 渗透能（吸收分泌） 电能（神经传导生物电） 热能（维持体温）等,ATP为直接供能者,铁卟啉,4 Oxidation System outside Mitochondria,RH + O2 + NADPH + H+,ROH + NADP+ + H2O,羟化酶（加单氧酶系）,1.microsomal oxidizing enzyme system微粒体氧化酶系,CytP450 （混合功能氧化酶）,（药物）,2. Peroxisome o

11、xidizing enzyme过氧化物酶体氧化酶类,（一）过氧化氢酶（catalase, CAT，又称触酶）,2H2O2 2H2O + O2,（二）过氧化物酶（peroxidase, POD）,Ar-OH R-HO + H2O2 R-COOH + 2H2O + NH3 R-NH2,谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px） （催化的反应） H2O2 +2GSH GSSG + 2H2O ROOH + GSH ROH + H2O + GSSG,3.erythrocuprein超氧化物歧化酶（SOD） SOD类型： 胞质 Cu.Zn-SOD； 线粒体 Mn-SOD,2 O2- + 2H H2O2 + O2

12、CAT 2H2O + O2,SOD,TEST,1.代谢物脱下的氢经FADH2传递给氧生成水,其P/O比值为( ) A 1 B 1.5 C 2.5 D 3.5 E 5,2. The right sequence of electron transmission is ( ),A bcc1aa3O2 B c1cbaa3O2 C cc1baa3O2 D cbc1aa3O2 E bc1caa3O2,3. Which one can be inhibited by CO in respiratory chain ? （ ）,A FAD B FMN C Fe-S D Cyt aa3 E Cyt c,5.下列哪项不属于高能化合物: A ATP B ADP C 磷酸肌酸 D 1,3-二磷酸甘油酸 E 3-磷酸甘油酸,6.Which one can be called as cytochrome oxydase ( ) A C