大学课件：生物化学之生物氧化2

1、目录目录 第6章 生物氧化生物氧化 Biological Oxidation 目录目录 ATP生成方式生成方式 底物水平磷酸化底物水平磷酸化 u底物脱氢或脱水反应，生成底物分子的高能键，底物脱氢或脱水反应，生成底物分子的高能键， u底物的高能磷酸键直接转移给底物的高能磷酸键直接转移给ADP生成生成ATP u使使 ADP(GDP)磷酸化生成磷酸化生成ATP(GTP)的过程。的过程。 u 不经呼吸链传递不经呼吸链传递 目录目录 ADP ATP 磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶 1,3-二磷酸二磷酸 甘油酸甘油酸 O=C COH CH2POP PO P PO 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 COOH COH

2、CH2POP PO 目录目录 Pi、NAD+ NADH+H+ 3-3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 CHO CHOHCHOHOH CH 2 PO CH 2 P PO 1,3-二磷酸二磷酸 甘油酸甘油酸 O=C COH CH 2 POP PO P PO 目录目录 ADP ATP K+ Mg2+ 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 (pyruvate kinase) 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 COOH C CH 2 P PO 丙酮酸丙酮酸 COOH C=O CH 3 目录目录 烯醇化酶烯醇化酶 2- 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 COOH C CH2 POP PO OHOH +

3、 H2O 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 COOH C CH2 P PO 目录目录 GDP GTP 目录目录 NAD+ NADH+H+ 目录目录 ATP生成方式生成方式 底物水平磷酸化底物水平磷酸化 u底物脱氢或脱水反应，生成底物分子的高能键，底物脱氢或脱水反应，生成底物分子的高能键， u底物的高能磷酸键直接转移给底物的高能磷酸键直接转移给ADP生成生成ATP u使使 ADP(GDP)磷酸化生成磷酸化生成ATP(GTP)的过程。的过程。 u 不经电传递不经电传递 目录目录 ATP生成方式生成方式 氧化磷酸化氧化磷酸化 目录目录 物质在生物体内进行氧化称物质在生物体内进行氧化称生物氧化生物氧化

4、，主要指，主要指 糖、脂肪、蛋白质等在体内分解时逐步释放能量，糖、脂肪、蛋白质等在体内分解时逐步释放能量， 最终生成最终生成CO2 和和 H2O的过程。的过程。 糖糖 脂肪脂肪 蛋白质蛋白质 CO2和和H2O O2 能量能量 ADP+Pi ATP 热能热能 n生物氧化的概念生物氧化的概念 目录目录 n生物氧化与体外氧化之相同点生物氧化与体外氧化之相同点 生物氧化中物质的氧化方式有加氧、脱氢、生物氧化中物质的氧化方式有加氧、脱氢、 失电子，遵循氧化还原反应的一般规律。失电子，遵循氧化还原反应的一般规律。 物质在体内外氧化时所消耗的氧量、最终物质在体内外氧化时所消耗的氧量、最终 产物产物(CO2，

5、H2O)和释放能量均相同。和释放能量均相同。 目录目录 反应环境温和，酶促反应逐步反应环境温和，酶促反应逐步 进行，能量逐步释放，能量容进行，能量逐步释放，能量容 易捕获，易捕获，ATP生成效率高。生成效率高。 通过加水脱氢反应使物质能通过加水脱氢反应使物质能间间 接接获得氧，并增加脱氢的机会；获得氧，并增加脱氢的机会； 脱下的氢与氧结合产生脱下的氢与氧结合产生H2O， 有机酸脱羧产生有机酸脱羧产生CO2。 n 生物氧化与体外氧化之不同点生物氧化与体外氧化之不同点 生物氧化生物氧化 体外氧化体外氧化 能量突然释放。能量突然释放。 物质中的碳和氢物质中的碳和氢直接直接 同氧结合生成同氧结合生成C

6、O2 H2O 。 目录目录 糖原糖原 三酯酰甘油三酯酰甘油 蛋白质蛋白质 葡萄糖葡萄糖 脂酸脂酸+甘油甘油 氨基酸氨基酸 乙酰乙酰CoA 呼吸链呼吸链 ADP+Pi ATP n 生物氧化的一般过程生物氧化的一般过程 目录目录 第一节第一节 生成生成ATP的氧化磷酸化体系的氧化磷酸化体系 The Oxidative Phosphorylation System with ATP Producing 目录目录 目录目录 指线粒体内膜中按一定顺序排列的一系列具指线粒体内膜中按一定顺序排列的一系列具 有电子传递功能的酶复合体，可通过链锁的氧化有电子传递功能的酶复合体，可通过链锁的氧化 还原将代谢物脱下

7、的氢和电子最终传递给氧生成还原将代谢物脱下的氢和电子最终传递给氧生成 水。这一系列酶和辅酶称为水。这一系列酶和辅酶称为呼吸链呼吸链(respiratory chain)又称又称电子传递链电子传递链(electron transfer chain)。 一、氧化呼吸链一、氧化呼吸链 n定义定义 递氢体和电子传递体（递氢体和电子传递体（2H 2H+ + 2e） n组成组成 目录目录 氧化呼吸链氧化呼吸链 目录目录 复合体复合体酶名称酶名称质量质量 (kD) 多肽多肽 链数链数 功能辅基功能辅基含结合位点含结合位点 复合体复合体NADH-泛醌泛醌 还原酶还原酶 85039FMN，Fe-SNADH（基质

8、侧）（基质侧） CoQ（脂质核心）（脂质核心） 复合体复合体琥珀酸琥珀酸-泛醌泛醌 还原酶还原酶 1404FAD，Fe-S琥珀酸（基质侧）琥珀酸（基质侧） CoQ（脂质核心）（脂质核心） 复合体复合体泛醌泛醌-细胞色细胞色 素素C还原酶还原酶 25011血红素血红素bL, bH, c1, Fe-S Cyt c（膜间隙侧）（膜间隙侧） 细胞色素细胞色素c131血红素血红素cCyt c1， Cyt a 复合体复合体细胞色素细胞色素C氧氧 化酶化酶 16213血红素血红素a，a3， CuA, CuB Cyt c（膜间隙侧）（膜间隙侧） 泛醌不包含在上述四种复合体中。泛醌不包含在上述四种复合体中。 （

9、一）氧化呼吸链由（一）氧化呼吸链由4种具有传递电子能力的复合体组成种具有传递电子能力的复合体组成 目录目录 复合体复合体又称又称NADH-泛醌还原酶。泛醌还原酶。 复合体复合体电子传递：电子传递：NADHFMNFe-S CoQ Fe-S CoQ 每传递每传递2个电子可将个电子可将4个个H+从内膜基质侧泵到从内膜基质侧泵到 胞浆侧，胞浆侧，复合体复合体有质子泵功能有质子泵功能。 1、复合体、复合体作用是将作用是将NADH+H+中的电子传递给中的电子传递给 泛醌泛醌(ubiquinone) 目录目录 目录目录 NAD+和和NADP+的结构的结构 R=H: NAD+; R=H2PO3: NADP+

10、目录目录 NAD+（NADP+）和）和NADH（NADPH）相互转变）相互转变 氧化还原反应时变化发生在氧化还原反应时变化发生在五价氮五价氮和和三价氮三价氮之间。之间。 目录目录 FMN结构中含结构中含核黄素核黄素，发挥功能的部位是，发挥功能的部位是异咯异咯 嗪环嗪环，氧化还原反应时不稳定中间产物是，氧化还原反应时不稳定中间产物是FMN。在。在 可逆的氧化还原反应中显示可逆的氧化还原反应中显示3种分子状态，属于种分子状态，属于单、单、 双电子传递体。双电子传递体。 目录目录 CH2O O OH OH HH H CH2 H OP OH O N N N N NH2 OP OH O C C HOH

11、C HOH HOH CHH NH N N NO O H3C H3C 1 4 5 89 10 FAD 目录目录 铁硫蛋白中辅基铁硫蛋白中辅基铁硫中心铁硫中心(Fe-S)含有等量铁原含有等量铁原 子和硫原子，其中一个铁原子可进行子和硫原子，其中一个铁原子可进行Fe2+ Fe3+e 反应传递电子。反应传递电子。属于单电子传递体属于单电子传递体。 表示无机硫表示无机硫 目录目录 泛醌（辅酶泛醌（辅酶Q, CoQ, Q）由多个异戊二烯连接形）由多个异戊二烯连接形 成较长的疏水侧链（人成较长的疏水侧链（人CoQ10），氧化还原反应时可），氧化还原反应时可 生成中间产物半醌型泛醌。内膜中可移动电子载体，生成

12、中间产物半醌型泛醌。内膜中可移动电子载体， 在各复合体间募集并在各复合体间募集并穿梭传递还原当量和电子穿梭传递还原当量和电子。 目录目录 复合体复合体是三羧酸循环中的是三羧酸循环中的琥珀酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶，又，又 称称琥珀酸琥珀酸-泛醌还原酶泛醌还原酶。 电子传递：电子传递：琥珀酸琥珀酸FAD几种几种Fe-S CoQ 复合体复合体没有没有H+泵的功能泵的功能。 2、复合体、复合体功能是将电子从琥珀酸传递到泛醌。功能是将电子从琥珀酸传递到泛醌。 目录目录 NADH+H+ NAD+ FMN FMNH2 还原型还原型Fe-S 氧化型氧化型Fe-S Q QH2 目录目录 3 3、复合体、复合体功能是

13、将电子从还原型泛醌传递给细功能是将电子从还原型泛醌传递给细 胞色素胞色素c c。 复合体复合体又叫又叫泛醌泛醌-细胞色素细胞色素C还原酶还原酶，细胞色，细胞色 素素b-c1复合体，含有细胞色素复合体，含有细胞色素b(b562, b566)、 细胞色素细胞色素c1和一种可移动的铁硫蛋白和一种可移动的铁硫蛋白(Rieske protein)。 泛醌泛醌从复合体从复合体、募集还原当量和电子并穿募集还原当量和电子并穿 梭传递到复合体梭传递到复合体。 电子传递过程：电子传递过程：CoQH2Cyt b Fe-S Cytc1Cytc 目录目录 细胞色素细胞色素(cytochrome, Cyt) 细胞色素是一

14、类以细胞色素是一类以铁卟啉为辅基的催化电子传铁卟啉为辅基的催化电子传 递的酶类递的酶类，根据它们吸收光谱不同而分类。，根据它们吸收光谱不同而分类。 目录目录 复合体复合体也有质子泵作用也有质子泵作用。 Cyt c是是呼吸链唯一水溶性球状蛋白呼吸链唯一水溶性球状蛋白，不包含在，不包含在 复合体中。将获得的电子传递到复合体复合体中。将获得的电子传递到复合体。 F0 F1 Cyt c Q 目录目录 复合体复合体又称又称细胞色素细胞色素C氧化酶氧化酶(cytochrome c oxidase)。 电子传递：电子传递：Cyt cCuACyt aCyt a3O2 Cyt a3CuB形成活性双核中心，将电子

15、传递给形成活性双核中心，将电子传递给 O2。每。每2个电子传递过程使个电子传递过程使2个个H+跨内膜向胞浆跨内膜向胞浆 侧转移侧转移 。 复合体复合体也有质子泵作用也有质子泵作用。 4、复合体、复合体将电子从细胞色素将电子从细胞色素C传递给氧传递给氧 目录目录 复复 合合 体体 的的 电电 子子 传传 递递 过过 程程 目录目录 标准氧化还原电位标准氧化还原电位 拆开和重组拆开和重组 特异抑制剂阻断特异抑制剂阻断 还原状态呼吸链缓慢给氧还原状态呼吸链缓慢给氧 （二）氧化呼吸链组分按氧化还原电位由低（二）氧化呼吸链组分按氧化还原电位由低 到高的顺序排列到高的顺序排列 由以下实验确定由以下实验确定

16、: : 氧化呼吸链氧化呼吸链 FMN,Fe-S 复合体复合体 FAD, Fe-S,Cytb 复合体复合体 Cytb, Fe-S,Cytc1 复合体复合体 Cytaa3,Cu 复合体复合体 目录目录 SH2 S NAD+ NADH + H FMNH2 Fe S FMN Fe S CoQ CoQH2 Fe-S Fe-S 2Cyt-Fe2+ 2Cyt-Fe3+ O2 1 2 O2- 2H 2H 2H 2H+ e-2 2e- H2O CoQ CoQH2 Cyt-Fe2+ Cyt-Fe3+ Cyt-Fe3+ Cyt-Fe2+ Cyt-Fe3+ Cyt-Fe2+ Cyt-Fe3+ Cyt-Fe2+Cyt-

17、Fe3+ Cyt-Fe2+ b c1 a a3 c H2OO2- 1 O2 2 e-2 e-2 e-2 e-2 e-2 e-2 2H+ CH2CH2COOH COOH FAD Fe*S Cytb 2H e-2 复合物I （NADH-泛醌还原酶） 复合物III （泛醌细胞色素c还原酶） 复合物IV （细胞色素c氧化酶） 复合物II （琥珀酸脱氢酶） 目录目录 1、NADH氧化呼吸链氧化呼吸链 NADH 复合体复合体Q 复合体复合体Cyt c 复合体复合体O2 2 2、琥珀酸氧化呼吸链、琥珀酸氧化呼吸链 琥珀酸琥珀酸 复合体复合体 Q 复合体复合体Cyt c 复合体复合体O2 目录目录 NADH

18、FMN (Fe-S) 琥珀酸琥珀酸 FAD (Fe-S) CoQCyt bCyt c1Cyt cCyt aa3O2 NADH氧化呼吸链氧化呼吸链 FADH2氧化呼吸链氧化呼吸链 目录目录 二、氧化磷酸化将氧化呼吸链释能与二、氧化磷酸化将氧化呼吸链释能与 ADP磷酸化生成磷酸化生成ATP偶联偶联 氧化磷酸化氧化磷酸化 (oxidative phosphorylation)是指在呼是指在呼 吸链电子传递过程中偶联吸链电子传递过程中偶联ADP磷酸化，生成磷酸化，生成ATP， 又称为又称为偶联磷酸化偶联磷酸化。 nATP生成方式生成方式 底物水平磷酸化底物水平磷酸化(substrate level p

19、hosphorylation) 与脱氢或脱水反应偶联，生成底物分子的高能键，与脱氢或脱水反应偶联，生成底物分子的高能键， 使使ADP(GDP)磷酸化生成磷酸化生成ATP(GTP)的过程。不经的过程。不经 电子传递。电子传递。 目录目录 （一）氧化磷酸化偶联部位在复合体（一）氧化磷酸化偶联部位在复合体、 内内 根据根据P/O比值比值 自由能变化自由能变化: G=-nFE 氧化磷酸化偶联部位：氧化磷酸化偶联部位：复合体复合体、 目录目录 ( (二二) )氧化磷酸化偶联机制是产生跨线粒体内膜氧化磷酸化偶联机制是产生跨线粒体内膜 的质子梯度的质子梯度 化学渗透假说化学渗透假说(chemiosmotic

20、 hypothesis) 电子经呼吸链传递时，可将质子电子经呼吸链传递时，可将质子(H+)从线从线 粒体内膜的基质侧泵到内膜胞浆侧，产生膜粒体内膜的基质侧泵到内膜胞浆侧，产生膜 内外质子电化学梯度储存能量。当质子顺浓内外质子电化学梯度储存能量。当质子顺浓 度梯度回流时驱动度梯度回流时驱动ADP与与Pi生成生成ATP。 目录目录 目录目录 氧化磷酸化依赖于完整封闭的线粒体内膜；氧化磷酸化依赖于完整封闭的线粒体内膜； 线粒体内膜对线粒体内膜对H+、OH 、 、K 、 、Cl 离子是不通 离子是不通 透的；透的； 电子传递链可驱动质子移出线粒体，形成可测定电子传递链可驱动质子移出线粒体，形成可测定

21、的跨内膜电化学梯度；的跨内膜电化学梯度； 增加线粒体内膜外侧酸性可导致增加线粒体内膜外侧酸性可导致ATP合成，而线合成，而线 粒体内膜加入使质子通过物质可减少内膜质子梯粒体内膜加入使质子通过物质可减少内膜质子梯 度，结果电子虽可以传递，但度，结果电子虽可以传递，但ATP生成减少。生成减少。 n化学渗透假说已经得到广泛的实验支持。化学渗透假说已经得到广泛的实验支持。 目录目录 线粒体基质线粒体基质 线粒体膜线粒体膜 + + + + - - - - H+ O2 H2O H+ e- ADP + Pi ATP 化学渗透假说简单示意图化学渗透假说简单示意图 F0 F1 Cyt c Q NADH+H+ N

22、AD+ 延胡索酸延胡索酸 琥珀酸琥珀酸 H+ 1/2O2+2H+ H2O ADP+Pi ATP 4H+ 2H+ 4H+ 胞液侧胞液侧 基质侧基质侧 + + + + + + + + + + - - - - - - - - - 电子传递过程电子传递过程复合体复合体 (4H+) 、 (4 H+)和和 (2H+)有质子泵功能有质子泵功能。 目录目录 ATP ATP ATP 氧化磷酸化偶联部位氧化磷酸化偶联部位 NADH FMN (Fe-S) 琥珀酸琥珀酸 FAD (Fe-S) CoQCyt bCyt cCyt cCyt aa3O2 目录目录 （三）质子顺梯度回流释放能量被（三）质子顺梯度回流释放能量被

23、ATP合酶合酶 利用催化利用催化ATP合成合成 F1：亲水部分：亲水部分 （动物：（动物： 33亚基复合体， 亚基复合体， OSCP、IF1 亚基），线粒体内膜的基质侧颗），线粒体内膜的基质侧颗 粒状突起，粒状突起，催化催化ATP合成合成。 F0：疏水部分：疏水部分（ab2c912亚基，动物还有其他辅助亚基，动物还有其他辅助 亚基），镶嵌在线粒体内膜中，形成亚基），镶嵌在线粒体内膜中，形成跨内膜质跨内膜质 子通道子通道 。 nATP合酶结构组成合酶结构组成 目录目录 线线粒粒体体离离体体实实验验测测得得的的一一些些底底物物的的P/O比比值值 底底 物物呼呼吸吸链链的的组组成成P/O比比值值可可

24、能能生生成成的的 ATP数数 -羟羟丁丁酸酸NAD+复复合合体体CoQ复复合合体体2.5 2.5 Cyt c复复合合体体O2 琥琥珀珀酸酸复复合合体体CoQ复复合合体体1.5 1.5 Cyt c复复合合体体O2 抗抗坏坏血血酸酸Cyt c复复合合体体O20.88 1 细细胞胞色色素素c (Fe2+) 复复合合体体O20.61-0.68 1 P/O 比值比值 指氧化磷酸化过程中，每消耗指氧化磷酸化过程中，每消耗1/2摩尔摩尔O2所生所生 成成ATP的摩尔数（或一对电子通过氧化呼吸链传递的摩尔数（或一对电子通过氧化呼吸链传递 给氧所生成给氧所生成ATP分子数）。分子数）。 目录目录 三、氧化磷酸化

25、作用可受某些内外源三、氧化磷酸化作用可受某些内外源 因素影响因素影响 （一）有（一）有3类氧化磷酸化抑制剂类氧化磷酸化抑制剂 1 1、呼吸链抑制剂阻断氧化磷酸化的电子传递过程、呼吸链抑制剂阻断氧化磷酸化的电子传递过程 复合体复合体抑制剂：鱼藤酮抑制剂：鱼藤酮(rotenone)、粉蝶霉、粉蝶霉 素素A(piericidin A)及异戊巴比妥及异戊巴比妥(amobarbital) 等等阻断传递电子到泛醌阻断传递电子到泛醌 。 复合体复合体的抑制剂：萎锈灵的抑制剂：萎锈灵(carboxin)。 目录目录 复合体复合体抑制剂：抗霉素抑制剂：抗霉素A(antimycin A)阻断阻断Cyt bH传递电

26、子到泛醌传递电子到泛醌(QN) 复合体复合体 抑制剂：抑制剂：CN 、 、N3 紧密结合中氧化型 紧密结合中氧化型 Cyt a3，阻断电子由，阻断电子由Cyt a到到CuB- Cyt a3间传递。间传递。 CO与还原型与还原型Cyt a3结合，结合，阻断电子传递给阻断电子传递给O2。 NADH FMN (Fe-S) 琥珀酸琥珀酸 FAD (Fe-S) CoQCyt bCyt cCyt cCyt aa3O2 鱼藤酮鱼藤酮 粉蝶霉素粉蝶霉素A A 异戊巴比妥异戊巴比妥 抗霉素抗霉素A A CO、CN-、 N3-及及H2S 各种呼吸链抑制剂的阻断位点各种呼吸链抑制剂的阻断位点 目录目录 2 2、解偶

27、联剂破坏电子传递建立的跨膜质子电化学梯度、解偶联剂破坏电子传递建立的跨膜质子电化学梯度 解偶联剂解偶联剂(uncoupler)可使氧化与磷酸化的偶可使氧化与磷酸化的偶 联相互分离，基本作用机制是联相互分离，基本作用机制是破坏破坏电子传递过程建电子传递过程建 立的跨内膜的立的跨内膜的质子电化学梯度质子电化学梯度，使电化学梯度储存，使电化学梯度储存 的的能量以热能形式释放能量以热能形式释放，ATP的生成受到抑制。的生成受到抑制。 如：二硝基苯酚如：二硝基苯酚(dinitrophenol, DNP) ；解偶；解偶 联蛋白联蛋白(uncoupling protein，UCP1)。 目录目录 解偶联蛋白

28、作用机制（棕色脂肪组织线粒体）解偶联蛋白作用机制（棕色脂肪组织线粒体） Cyt c Q 胞液侧胞液侧 基质侧基质侧 解偶联解偶联 蛋白蛋白 热能热能 ADP+Pi ATP 目录目录 新生儿硬肿症新生儿硬肿症 ( (新生儿寒冷损伤综合症新生儿寒冷损伤综合症 ) ) 目录目录 3、ATP合酶抑制剂同时抑制电子传递和合酶抑制剂同时抑制电子传递和ATP的生成的生成 这类抑制剂对电子传递及这类抑制剂对电子传递及ADP磷酸化均有抑制磷酸化均有抑制 作用。例如作用。例如寡霉素寡霉素(oligomycin)可结合可结合F0单位，阻单位，阻 断质子从断质子从F0质子半通道回流，抑制质子半通道回流，抑制ATP合酶

29、活性。合酶活性。 由于线粒体内膜两侧质子电化学梯度增高影响呼吸由于线粒体内膜两侧质子电化学梯度增高影响呼吸 链质子泵的功能，继而抑制电子传递。链质子泵的功能，继而抑制电子传递。 目录目录 寡霉素寡霉素(oligomycin) 寡霉素寡霉素 ATP合酶结构模式图合酶结构模式图 u抑制抑制ATP生成生成 u可阻止质子回流，可阻止质子回流， 目录目录 （二）（二）ADP 是调节正常人体氧化磷酸化速率是调节正常人体氧化磷酸化速率 的主要因素。的主要因素。 呼吸控制率呼吸控制率(respiratory control ratio, RCR) ADP/ATP：氧化磷酸化：氧化磷酸化 ADP/ATP：氧化磷

30、酸化：氧化磷酸化 目录目录 NaNa+ +-K-K+ +-ATP-ATP酶生成酶生成ATPATP水解水解氧化磷酸化氧化磷酸化 ATPATP合成合成耗氧量和产热量耗氧量和产热量 甲状腺素甲状腺素 （三）甲状腺激素刺激机体耗氧量和产热同时（三）甲状腺激素刺激机体耗氧量和产热同时 增加。增加。 Na+，K+ATP酶酶,解偶联蛋白基因表达增加解偶联蛋白基因表达增加 目录目录 （四）线粒体（四）线粒体DNA突变可影响机体氧化磷突变可影响机体氧化磷 酸化功能。酸化功能。 mtDNA编码呼吸链复合体的多肽链及蛋白质编码呼吸链复合体的多肽链及蛋白质 mtDNA突变突变影响氧化磷酸化影响氧化磷酸化 ATP生成减

31、少生成减少 mtDNA病病 聋、盲、痴呆、肌无力、糖尿病聋、盲、痴呆、肌无力、糖尿病 目录目录 四、四、ATP在能量的生成、利用、转移和在能量的生成、利用、转移和 储存中起核心作用储存中起核心作用 n高能磷酸键高能磷酸键 水解时释放的能量大于水解时释放的能量大于21kJ/mol的磷酸酯的磷酸酯 键，常表示为键，常表示为 P。 n高能磷酸化合物高能磷酸化合物 含有高能磷酸键的化合物含有高能磷酸键的化合物 A TP与 高 能 磷 酸 键 OO OP O O P O O - - - ATP ADP AMP O O P N N N N NH 2 O OHOH C H 2 O 目录目录 化合物化合物 E

32、0 kJ/mol(kcal/mol) 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸61.9(14.8) 氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸51.4(12.3) 1，3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸49.3(11.8) 磷酸肌酸磷酸肌酸43.1(10.3) ATP ADPPi30.5(7.3) 乙酰辅酶乙酰辅酶A31.5(7.5) ADP AMPPi27.6(6.6) 焦磷酸焦磷酸27.6(6.6) 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖20.9(5.0) 一些重要有机磷酸化合物水解释放的标准自由能一些重要有机磷酸化合物水解释放的标准自由能 目录目录 核苷二磷酸激酶的作用核苷二磷酸激酶的作用 ATP + UDP ADP + UTP A

33、TP + CDP ADP + CTP ATP + GDP ADP + GTP 腺苷酸激酶的作用腺苷酸激酶的作用 ADP + ADP ATP + AMP 目录目录 n肌酸激酶的作用肌酸激酶的作用 磷酸肌酸作为肌肉和脑组织中能量的一种贮存形式。磷酸肌酸作为肌肉和脑组织中能量的一种贮存形式。 目录目录 ATP的生成和利用的生成和利用 ATP ADP 肌酸肌酸 磷酸磷酸 肌酸肌酸 氧化磷酸化氧化磷酸化 底物水平磷酸化底物水平磷酸化 机械能机械能( (肌肉收缩肌肉收缩) ) 渗透能渗透能( (物质主动转运物质主动转运) ) 化学能化学能( (合成代谢合成代谢) ) 电能电能( (生物电生物电) ) 热能热能( (维持体温维持体温) ) 生物体内能量的储存和生物体内能量的储存和 利用都以利用都以ATP为中心。为中心。 目录目录 五、线粒体内膜对各种物质进行五、线粒体内膜对各种物质进行 选择性转运选择性转运 目录目录 GluG-6-PF-6-PF-1, 6-2P ATP ADP ATPADP 1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 丙丙 酮酮 酸酸 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP