第六章生物氧化ppt课件

1、6.1 生物氧化概述生物氧化概述6.2 线粒体氧化体系生成线粒体氧化体系生成ATP6.3 不生成不生成ATP的氧化途径的氧化途径第一节第一节 生物氧化概述生物氧化概述生物氧化：生物细胞将糖、脂和蛋白质等营养生物氧化：生物细胞将糖、脂和蛋白质等营养有机物彻底氧化分解，最终生成有机物彻底氧化分解，最终生成CO2CO2和和H2OH2O并释并释放大量能量的过程。因其利用放大量能量的过程。因其利用O2O2释放出释放出CO2CO2，故，故又称为细胞呼吸又称为细胞呼吸cellular respirationcellular respiration 。糖糖脂肪脂肪蛋白质等蛋白质等体内分解体内分解CO2和和H2

2、O能能 量量ATP生命活动生命活动热能热能维持体温维持体温 糖、脂肪和蛋白质经过分解代谢生成乙酰辅酶糖、脂肪和蛋白质经过分解代谢生成乙酰辅酶A A中中 的乙酰基。的乙酰基。狭义地说只需第狭义地说只需第3 3个阶段才是生物氧化，这是体内能个阶段才是生物氧化，这是体内能量生成的主要阶段，即代谢物脱下的氢是如何交给量生成的主要阶段，即代谢物脱下的氢是如何交给氧生成水；细胞如何将氧化过程中释放的能量转变氧生成水；细胞如何将氧化过程中释放的能量转变成成ATPATP分子中的高能键。分子中的高能键。 乙酰辅酶乙酰辅酶A A进入三羧酸循环脱氢，生成进入三羧酸循环脱氢，生成CO2CO2并使并使NAD NAD 和

3、和FADFAD复原成复原成NADHNADH、FADH2FADH2。 NADH NADH和和FADH2FADH2中的氢经呼吸链将电子传送给氧生成水，中的氢经呼吸链将电子传送给氧生成水， 氧化过程中释放出来的能量用于氧化过程中释放出来的能量用于ATPATP合成。合成。代谢物在体内的氧化可以分为代谢物在体内的氧化可以分为3 3个阶段：个阶段：二、生物氧化的特点二、生物氧化的特点 体内氧化体内氧化 体外氧化体外氧化1 1物质氧化方式：加氧、脱氢、失电子物质氧化方式：加氧、脱氢、失电子2 2物质氧化时耗费的氧量、得到的产物物质氧化时耗费的氧量、得到的产物和能量一样。和能量一样。 1 1、与体外熄灭一样点

4、、与体外熄灭一样点 2 2、不同点、不同点 体内氧化 体外氧化4 4能量方式：能量方式： 热能、热能、ATP ATP 热能、光能热能、光能1 1反响条件：反响条件： 温暖温暖 猛烈猛烈 37 37、常压、常压、pHpH近中性近中性2 2反响过程：反响过程： 分步反响分步反响 一步反响一步反响 能量逐渐释放能量逐渐释放 能量忽然释放能量忽然释放3 3产物生成：产物生成： 间接生成间接生成 直接生成直接生成 脱氢为主，并脱羧生成脱氢为主，并脱羧生成CO2CO2氧化反响：失电子、脱氢、加氧氧化反响：失电子、脱氢、加氧复原反响：得电子、加氢、脱氧复原反响：得电子、加氢、脱氧三、生物氧化的方式：三、生物

5、氧化的方式：脱电子：如脱电子：如Fe2+ Fe3+ Fe2+ Fe3+ 脱脱 氢氢: : 如乳酸如乳酸丙酮酸丙酮酸加加 氧：如苯丙氨酸氧：如苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸一氧化酶类一氧化酶类(oxidases) (oxidases) q 氧化酶直接以氧作为受氢体，产物中有水；氧化酶直接以氧作为受氢体，产物中有水；q 辅基含有辅基含有Cu2+Cu2+；q 如如: :细胞色素细胞色素C C氧化酶、抗坏血酸氧化酶等。氧化酶、抗坏血酸氧化酶等。四、生物氧化反响的酶类四、生物氧化反响的酶类SH2S草酰乙酸草酰乙酸2Cu2+O2-2Cu+1/2O22H+2eH2O2e氧化酶作用氧化酶作用二脱氢酶类二脱氢酶类 v 以

6、氧为直接受氢体，产物是以氧为直接受氢体，产物是H2O2H2O2v 以以FADFAD或或FMNFMN为辅基为辅基v 如：如：L-L-氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶( (辅基辅基FMN)FMN)、黄、黄 v 嘌呤氧化酶嘌呤氧化酶( (辅基辅基FAD)FAD)、醛脱氢酶、醛脱氢酶( ( v 辅基辅基FAD)FAD)、单胺氧化酶、单胺氧化酶( (辅基辅基FAD)FAD)。1、需氧脱氢酶类、需氧脱氢酶类需氧脱氢酶作用方式需氧脱氢酶作用方式FMN或或FADFMNH2或或FADH2SH2SH2O2O22 2、不需氧脱氢酶类、不需氧脱氢酶类 v 不以氧为直接受氢体，产物是不以氧为直接受氢体，产物是H2OH2O；v

7、将底物脱下的氢经过一系列传送体将底物脱下的氢经过一系列传送体v 的传送将氢交给氧；的传送将氢交给氧；v 一类是以一类是以FADFAD或或FMNFMN为辅基，如：琥为辅基，如：琥v 珀酸脱氢酶、脂肪酰辅酶珀酸脱氢酶、脂肪酰辅酶A A脱氢酶脱氢酶；v 另一类是以另一类是以NAD+NAD+或或NADP+NADP+为辅基，为辅基，v 如：乳酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶如：乳酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶不需氧脱氢酶作用方式不需氧脱氢酶作用方式SH2SNAD+或或NADP+NADH+H+或或NADPH+H+FMN或或FADFMNH2或或FADH2SH2S包括加单氧酶、加双氧酶、过氧化物酶包括加单氧酶、加双氧酶、过氧化

8、物酶和过氧化氢酶和过氧化氢酶三其他酶类三其他酶类代谢底物在酶的作用下经一系列脱氢、代谢底物在酶的作用下经一系列脱氢、加水等反响，转变为含羧基的化合物，加水等反响，转变为含羧基的化合物，经脱羧反响生成经脱羧反响生成CO2CO2，根据脱去的羧基，根据脱去的羧基在有机酸位置的不同，可分为在有机酸位置的不同，可分为-脱羧脱羧和和-脱羧两种；又根据脱羧能否伴随脱羧两种；又根据脱羧能否伴随有氧化，可分为直接脱羧和氧化脱羧。有氧化，可分为直接脱羧和氧化脱羧。四、生物氧化过程中四、生物氧化过程中CO2的生成：的生成：一直接脱羧基作用一直接脱羧基作用1 1、-直接脱羧基作用直接脱羧基作用 CHCHCOOHCOO

9、HNH2NH2R RR RCH2NH2CH2NH2+ CO2+ CO2氨基酸脱羧酶氨基酸脱羧酶-氨基酸氨基酸胺胺2 2、-直接脱羧基作用直接脱羧基作用 CH2 COOHCOCOOH草酰乙酸草酰乙酸丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶CH3COCOOH+ CO2丙酮酸丙酮酸二、氧化脱羧基作用二、氧化脱羧基作用1 1、-氧化脱羧氧化脱羧 CH3COCOOHCH3COCOOHNAD+ NADH+H+NAD+ NADH+H+丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系CH3CO-SCoACH3CO-SCoA+ CO2+ CO2丙酮酸丙酮酸乙酰辅酶乙酰辅酶A A2 2、-氧化脱羧氧化脱羧 CHOHCHOHCOOHCOOHCHCHC

10、OOHCOOHCH2CH2COOHCOOH异柠檬酸异柠檬酸 NAD+ NADH+H+ NAD+ NADH+H+异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶+ CO2+ CO2COCOCOOHCOOHCH2CH2CH2CH2COOHCOOH第二节第二节 线粒体氧化体系生成线粒体氧化体系生成ATPq 线粒体构造与功能简介线粒体构造与功能简介基质基质嵴嵴外膜外膜内膜内膜细胞细胞线粒体线粒体呼吸链呼吸链Respiratory Chain 代谢物脱下的成对氢原子代谢物脱下的成对氢原子2H经过多种酶和辅酶所催化的连锁反响经过多种酶和辅酶所催化的连锁反响逐渐传送，最终与氧结合生成水。因逐渐传送，最终与氧结合生成水。因与细胞

11、呼吸有亲密关系，将此传送链与细胞呼吸有亲密关系，将此传送链称为呼吸链。又称电子传送链称为呼吸链。又称电子传送链electron transfer chain。位于线粒体内膜位于线粒体内膜, ,酶和辅酶按一定顺序陈列。酶和辅酶按一定顺序陈列。 其中：传送氢的酶和辅酶其中：传送氢的酶和辅酶氢传送体。氢传送体。 传送电子的酶和辅酶传送电子的酶和辅酶电子传送体。电子传送体。由于氢原子可以看作是由由于氢原子可以看作是由H+H+和和e e组成的，所以组成的，所以递氢体也是递电子体，递氢体和递电子体的递氢体也是递电子体，递氢体和递电子体的本质是酶、辅酶、辅基。本质是酶、辅酶、辅基。 呼吸链呼吸链 ( (或电

12、子传送链或电子传送链) ) 一、呼吸链的组成一、呼吸链的组成 以以NAD+NAD+或或NADP+NADP+为辅酶的脱氢酶类为辅酶的脱氢酶类 以以FMNFMN或或FADFAD为辅酶的黄素蛋白类为辅酶的黄素蛋白类 铁硫蛋白类铁硫蛋白类 辅酶辅酶Q Q泛醌泛醌 细胞色素类细胞色素类 1、 NAD和和NADP 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD，辅酶，辅酶I，CoI)。 NAD是脱氢酶的辅酶，是衔接作用物与呼吸是脱氢酶的辅酶，是衔接作用物与呼吸链的重要环节。链的重要环节。 NAD的主要功能是接受从代谢物上脱下的的主要功能是接受从代谢物上脱下的 2H(2H+ +2e)，并传给另一传送体黄素

13、蛋白。，并传给另一传送体黄素蛋白。 在生理在生理pH条件下，烟酰胺中的氮条件下，烟酰胺中的氮(吡啶氮吡啶氮) 为五价的氮，它能可逆地接受电子而成为三为五价的氮，它能可逆地接受电子而成为三 价氮，与氮对位的碳也较活泼，能可逆地加价氮，与氮对位的碳也较活泼，能可逆地加氢复原，故可将氢复原，故可将NAD视为递氢体。反响时，视为递氢体。反响时，NAD的尼克酰胺部分可接受一个氢原子及一的尼克酰胺部分可接受一个氢原子及一个电子，还有一个质子个电子，还有一个质子(H+)留在介质中。留在介质中。 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP，辅酶，辅酶，Co)也是有些脱氢酶的辅酶，它与也是有些脱

14、氢酶的辅酶，它与NAD不不同之处是在腺苷酸部分中核糖的同之处是在腺苷酸部分中核糖的2位碳上羟位碳上羟基的氢被磷酸基取代而成。基的氢被磷酸基取代而成。110111010氧化型氧化型FMN或或FAD (FMN、FAD)复原型复原型FMN或或FAD(FMN2H、FAD2H)2、黄素蛋白、黄素蛋白(flavoproteins) 与电子传送链有关的黄素蛋白有两种，分别与电子传送链有关的黄素蛋白有两种，分别以以FMN和和FAD为辅基。为辅基。 在在FADFAD、FMNFMN分子中的异咯嗪部分可进分子中的异咯嗪部分可进展可逆的脱氢加氢反响。展可逆的脱氢加氢反响。 1 1氧化型黄素辅基从氧化型黄素辅基从NAD

15、HNADH接受两接受两个电子和一个质子，另一个质子来自于介个电子和一个质子，另一个质子来自于介质中质中 2 2氧化型黄素辅基从底物氧化型黄素辅基从底物( (如琥珀酸如琥珀酸) )接受两个电子和两个质子而复原：接受两个电子和两个质子而复原： NADH + H+ + FMN = NAD+ + FMNH2 NADH + H+ + FMN = NAD+ + FMNH2 琥珀酸琥珀酸 + FAD = + FAD = 延胡索酸延胡索酸 + + FADH2FADH23 3、铁硫蛋白类、铁硫蛋白类该蛋白以铁硫簇该蛋白以铁硫簇Fe-S为辅基，为辅基，Fe-S含有等含有等量的铁原子和硫原子量的铁原子和硫原子Fe2

16、S2,Fe4S4,经过铁经过铁与与肽链上与与肽链上Cys残基的巯基硫相衔接。残基的巯基硫相衔接。是单电子传送体是单电子传送体Fe3+Fe2+ e常见的铁硫蛋白有常见的铁硫蛋白有3种组合方式种组合方式a、单个铁原子与、单个铁原子与4个个Cys残基上的残基上的-SH硫相连。硫相连。b、2个铁原子、个铁原子、2个无机硫原子组成个无机硫原子组成(2Fe-2S)，其中每个铁原子还各与两个其中每个铁原子还各与两个Cys残基的残基的-SH硫硫相结合。相结合。c、由、由4个铁原子与个铁原子与4个无机硫原子相连个无机硫原子相连(4Fe 4S)，铁与硫相间陈列在一个正六面体的铁与硫相间陈列在一个正六面体的8个顶角

17、个顶角端；此外端；此外4个铁原子还各与一个半胱氨酸残个铁原子还各与一个半胱氨酸残基上的巯基硫相连。基上的巯基硫相连。4、泛醌、泛醌(ubiquinone,UQ或或Q) 也称为辅酶也称为辅酶Q QCoQCoQ。 因广泛存在并具有醌构造而称泛醌。是因广泛存在并具有醌构造而称泛醌。是一种脂溶性醌类化合物。具有游动性，不与一种脂溶性醌类化合物。具有游动性，不与任何酶复合体结合。任何酶复合体结合。 UQ UQ由多个异戊二烯单位构成，不同来源由多个异戊二烯单位构成，不同来源的泛醌其异戊二烯单位的数目不同，在哺乳的泛醌其异戊二烯单位的数目不同，在哺乳类动物组织中最多见的泛醌其侧链由类动物组织中最多见的泛醌其

18、侧链由1010个异个异戊二烯单位组成。戊二烯单位组成。 是一类氢传送体。是一类氢传送体。泛醌泛醌半醌半醌二氢泛醌二氢泛醌 UQ UQ的功能基团是苯的功能基团是苯醌，泛醌接受一个电子醌，泛醌接受一个电子和一个质子复原成半醌，和一个质子复原成半醌，再接受一个电子和质子再接受一个电子和质子那么复原成二氢泛醌，那么复原成二氢泛醌，后者又可脱去电子和质后者又可脱去电子和质子而被氧化恢复为泛醌子而被氧化恢复为泛醌: :Q + 2HQH22、细胞色素类、细胞色素类Cyt细胞色素是一类以铁卟啉为辅基的催化电子传细胞色素是一类以铁卟啉为辅基的催化电子传送的酶类。送的酶类。按吸收光谱不同分为多类。按吸收光谱不同分

19、为多类。每类因吸收峰差别分为几种亚类。呼吸链中有每类因吸收峰差别分为几种亚类。呼吸链中有a、b、c三种。三种。经过铁原子传送电子，是单电子传送体。经过铁原子传送电子，是单电子传送体。 Cytb Cytc1 Cytc Cytaa3 O2 Cyt c的辅基血红素的辅基血红素(亚铁原卟啉亚铁原卟啉)经过共价键经过共价键(硫硫醚键醚键)与酶蛋白相连，其他各种细胞色素中辅基与酶蛋白相连，其他各种细胞色素中辅基与酶蛋白均经过非共价键结合。与酶蛋白均经过非共价键结合。 细胞色素细胞色素a和和a3不易分开，统称为细胞色素不易分开，统称为细胞色素aa3。和细胞色素。和细胞色素P450、b、c1、c不同，细胞不同

20、，细胞色素色素aa3的辅基不是血红素，而是血红素的辅基不是血红素，而是血红素A。细胞色素细胞色素aa3可将电子直接传送给氧，因此又可将电子直接传送给氧，因此又称为细胞色素氧化酶。称为细胞色素氧化酶。 电子传送链组分除泛醌和细胞色素电子传送链组分除泛醌和细胞色素c外，其他组分实践上构成嵌入内膜的构外，其他组分实践上构成嵌入内膜的构造化超分子复合物。用毛地黄皂苷、胆造化超分子复合物。用毛地黄皂苷、胆酸盐等去垢剂处置分别的线粒体时，可酸盐等去垢剂处置分别的线粒体时，可溶解外膜，并将内膜分裂成四种仍保管溶解外膜，并将内膜分裂成四种仍保管部分电子传送活性的复合物。部分电子传送活性的复合物。二组成呼吸链的

21、四个蛋白复合体二组成呼吸链的四个蛋白复合体1 1、复合物、复合物I(NADH-I(NADH-泛醌复原酶泛醌复原酶) ) * * 以以 FMN FMN 为辅基的黄素蛋白为辅基的黄素蛋白 * * 以铁硫簇以铁硫簇 Fe-SFe-S 为辅基的铁硫蛋白为辅基的铁硫蛋白功能功能成分成分催化电子从催化电子从NADHNADH经经FMNFMN及铁硫蛋白转移到泛醌及铁硫蛋白转移到泛醌催化电子从琥珀酸经催化电子从琥珀酸经FADFAD及铁硫蛋白传送到及铁硫蛋白传送到泛醌。泛醌。2 2、复合物、复合物(琥珀酸琥珀酸- -泛醌复原酶泛醌复原酶) ) * * 以以FADFAD为辅基的黄素蛋白为辅基的黄素蛋白 * * 铁硫

22、蛋白铁硫蛋白 * * 细胞色素细胞色素cytochrome,cytcytochrome,cytb560 b560 成分成分功能功能相对分子质量约相对分子质量约2525万，含有万，含有910910种不同的蛋白质，种不同的蛋白质，包括细胞色素包括细胞色素b b、clcl、c c和铁硫蛋白，催化电子从和铁硫蛋白，催化电子从复原型泛醌经复原型泛醌经CytbCytb、Cytc1Cytc1传送给传送给CytcCytc。3 3、复合物、复合物(泛醌泛醌- -细胞色素细胞色素C C复原酶复原酶) )催化电子从复原型细胞色素催化电子从复原型细胞色素c c传送给分子氧传送给分子氧4 4、复合物、复合物(细胞色素氧

23、化酶细胞色素氧化酶) )成分成分* cyta和和cyta3，不易分开，故称，不易分开，故称cytaa3 功功 能能 规范氧化复原电位越小，其复原性越强，规范氧化复原电位越小，其复原性越强，容易被氧化；规范氧化复原电位越大，其氧容易被氧化；规范氧化复原电位越大，其氧化性越强，容易被复原。化性越强，容易被复原。 呼吸链中各种组分的陈列顺序是由低电呼吸链中各种组分的陈列顺序是由低电位依次向高电位陈列。位依次向高电位陈列。三三 呼吸链组分陈列顺序呼吸链组分陈列顺序根据各种组分的规范氧化复原电位来确定。根据各种组分的规范氧化复原电位来确定。0.34根据在有氧条件下氧化反响到达平衡时各种根据在有氧条件下氧

24、化反响到达平衡时各种传送体的复原程度来确定。传送体的复原程度来确定。 Chance和和Williams运用分光光度法测定离体运用分光光度法测定离体的线粒体在有氧条件下的线粒体在有氧条件下TAC反响到达平衡时，反响到达平衡时，呼吸链中各种传送体的复原程度。反响到达呼吸链中各种传送体的复原程度。反响到达平衡时从底物到氧的各种传送体的复原程度平衡时从底物到氧的各种传送体的复原程度是递减的，底物的最高，氧最低。是递减的，底物的最高，氧最低。 好象物理学上的联通管，好象物理学上的联通管，假设进水量等于出水量，假设进水量等于出水量，即流量到达平衡时，离即流量到达平衡时，离进水口最近的水管中水进水口最近的水

25、管中水位最高，离出水管最近位最高，离出水管最近的水管中水位最低，从的水管中水位最低，从进水管到出水管水位逐进水管到出水管水位逐渐减低，假设把水流视渐减低，假设把水流视为电子流，就是此情况。为电子流，就是此情况。 特异的抑制剂特异的抑制剂能阻断呼吸链中能阻断呼吸链中的特定环节，阻的特定环节，阻断部位的底物一断部位的底物一侧的各种传送体侧的各种传送体应为复原型，阻应为复原型，阻断部位的氧一侧断部位的氧一侧的各种传送体应的各种传送体应为氧化型。为氧化型。运用特异的抑制剂运用特异的抑制剂在体外实验中，将线粒体分成各种复合物，在体外实验中，将线粒体分成各种复合物，检测其各自催化的反响，再将其重组，检测检

26、测其各自催化的反响，再将其重组，检测其催化才干。其催化才干。 美国格林美国格林(Green)(Green)等实验室胜利地将呼吸链等实验室胜利地将呼吸链分别成具有催化活性的四种复合物以及分别成具有催化活性的四种复合物以及CoQCoQ和和CytcCytc。将。将、和和这四种复合物这四种复合物1 1：1 1：1 1：1 1的比例混合，加上的比例混合，加上CoQCoQ和和Cyt cCyt c重组，重组，根本上恢复了线粒体原有的催化才干。根本上恢复了线粒体原有的催化才干。1NADH氧化呼吸链氧化呼吸链NADHQCyt CO22琥珀酸氧化呼吸链琥珀酸氧化呼吸链FADH2呼吸链呼吸链琥珀酸琥珀酸 QCyt

27、CO2NADHNADH呼吸链呼吸链FADH2呼吸链呼吸链电子传送链的组成电子传送链的组成NADH+H+1/2O2 + 2H+ H2O内膜基质 膜间隙 NAD+QCytcCytc琥珀酸脱氢琥珀酸脱氢内膜内膜基质基质 膜间隙代谢物脱氢代谢物脱氢FADH2QQFADATP是体内能量直接利用和储存的主要方式是体内能量直接利用和储存的主要方式三、生物氧化中有部分能量用于生成三、生物氧化中有部分能量用于生成ATPATP三磷酸腺苷，三磷酸腺苷， A-PPPADP二磷酸腺苷，二磷酸腺苷， A-P PAMP一磷酸腺苷，一磷酸腺苷， A-PP 30.5kJ/molP 30.5kJ/mol人体人体 (70kg)内内

28、ATP总量仅总量仅50g左右，左右，静息形状下，静息形状下，24h耗费耗费ATP40kg其他高能化合物其他高能化合物高能化合物：每高能化合物：每molmol化合物水解时释出自在能大化合物水解时释出自在能大于于20.93KJ20.93KJ者，称高能化合物。者，称高能化合物。其他的高能化合物其他的高能化合物1 1、底物程度磷酸化、底物程度磷酸化 由于底物分子内原子的重新陈列，使由于底物分子内原子的重新陈列，使能量集中，产生高能键，并直接转交给能量集中，产生高能键，并直接转交给ADPADP或或GDPGDP而最终生成而最终生成ATPATP的过程，称的过程，称为底物程度磷酸化。为底物程度磷酸化。 体内体

29、内ATP的生成方式的生成方式主要的底物程度磷酸化反响：主要的底物程度磷酸化反响：p65琥珀酰硫激酶琥珀酰硫激酶2、氧化磷酸化、氧化磷酸化 (oxidative phosphorylation) 底物脱下的底物脱下的2H2H经呼吸链传送到分子氧经呼吸链传送到分子氧构成水，同时偶联构成水，同时偶联ADPADP磷酸化生成磷酸化生成ATPATP储能储能的过程，称为电子传送偶联的磷酸化或氧的过程，称为电子传送偶联的磷酸化或氧化磷酸化。化磷酸化。P/OP/O定义：是指无机磷原子耗费的摩尔数即定义：是指无机磷原子耗费的摩尔数即ATPATP的生成数与氧原子耗费的摩尔数之比。的生成数与氧原子耗费的摩尔数之比。P

30、/0P/0值测定值测定 在一密闭的容器中参与底物、在一密闭的容器中参与底物、ADPADP、PiPi、氧、氧饱和的缓冲液，再参与线粒体制剂时就会有饱和的缓冲液，再参与线粒体制剂时就会有氧化磷酸化进展。反响终了时测定氧化磷酸化进展。反响终了时测定O2O2耗费量耗费量( (可用氧电极法可用氧电极法) )和和PiPi耗费量耗费量( (或或ATPATP生成量生成量) )就就可以计算出可以计算出P/0P/0值了。值了。NADHNADH经呼吸链完全氧化时测得的经呼吸链完全氧化时测得的P/OP/O比值为比值为2.52.5；FADH2FADH2完全氧化时测得的完全氧化时测得的P/OP/O比值为比值为1.51.5

31、。c c比较比较(3)(3)和和(4)(4)，生成的，生成的ATPATP数均为数均为1 1，呼吸链传送的区别是，呼吸链传送的区别是在在Cyt cCyt aa3Cyt cCyt aa3，故，故Cytcaa3Cytcaa3不存在偶联部位，而在不存在偶联部位，而在Cyt aa3O2Cyt aa3O2之间存在着一个偶联部位。之间存在着一个偶联部位。比较表中的比较表中的(1)(1)和和(2)(2)，呼吸链传送的差别是在，呼吸链传送的差别是在CoQCoQ之间，之间，两者两者ATPATP的生成数相差的生成数相差1 1，所以这个，所以这个ATPATP的生成部位一定在的生成部位一定在NADCoQNADCoQ之间

32、。之间。比较比较(2)(2)和和(3)(3)，呼吸链传送的差别是在，呼吸链传送的差别是在CytcCytc之间，两者之间，两者ATPATP的生成数相差的生成数相差1 1，所以这个，所以这个ATPATP的生成部位在的生成部位在CoQCytcCoQCytc之间。之间。c c氧化磷酸化三个偶联部位氧化磷酸化三个偶联部位 ( (产生产生ATPATP的部位的部位) )NADH+H+ NADH+H+ 复合体复合体I CoQI CoQ复合体复合体III Cyt cIII Cyt c复合体复合体IV O2IV O2( (三三) )影响氧化磷酸化的要素影响氧化磷酸化的要素(1)ADP/ATP(1)ADP/ATP的

33、调理作用的调理作用 ATP ATP利用增多，利用增多，ADP ADP ，氧化磷酸化，氧化磷酸化 。 ADP ADP缺乏，氧化磷酸化缺乏，氧化磷酸化 。 (2)(2)激素的调理激素的调理v 诱导诱导Na+Na+，K+-ATPK+-ATP酶合成，使酶合成，使ATPATP分解成为分解成为ADPADP的速度加快，线粒体中的速度加快，线粒体中ADP/ATPADP/ATP比值增大，比值增大，促进氧化磷酸化；促进氧化磷酸化；v 故：甲状腺功能亢进症患者根底代谢率增高。故：甲状腺功能亢进症患者根底代谢率增高。(3) (3) 抑制剂的作用抑制剂的作用呼吸链抑制剂呼吸链抑制剂 阻断呼吸链中某些部位电子传送。阻断呼

34、吸链中某些部位电子传送。阿米妥阿米妥 、异戊巴比妥、异戊巴比妥鱼藤酮、鱼藤酮、 粉蝶霉素粉蝶霉素A A CO CO、H2SH2S CN - CN -、N3-N3- 抗霉素抗霉素A A、二巯基丙醇二巯基丙醇BALBAL解偶联剂解偶联剂: 如二硝基苯酚如二硝基苯酚 解偶联剂可使电子传送与解偶联剂可使电子传送与ADP磷酸化两个过磷酸化两个过程分别，它只抑制程分别，它只抑制ATP的构成过程，而不抑制电的构成过程，而不抑制电子传送过程，使电子传送所产生的自在能以热的子传送过程，使电子传送所产生的自在能以热的方式耗散。方式耗散。 解偶联剂使电子传送失去正常的控制，呵斥解偶联剂使电子传送失去正常的控制，呵斥

35、过分的氧和底物耗费，而能量却得不到储存。过分的氧和底物耗费，而能量却得不到储存。 只抑制磷酸化不抑制电子传送。只抑制磷酸化不抑制电子传送。 棕色脂肪组织棕色脂肪组织-解偶联蛋白解偶联蛋白-产热御寒。产热御寒。 新生儿硬肿症。新生儿硬肿症。四、胞浆中生成的四、胞浆中生成的NADH穿越进入线粒体穿越进入线粒体 生物氧化和氧化磷酸化主要在线粒体内生物氧化和氧化磷酸化主要在线粒体内进展，在胞液内生成的进展，在胞液内生成的NADH不能自在不能自在地透过线粒体内膜，必需借助某些能自地透过线粒体内膜，必需借助某些能自在经过线粒体内膜的物质才干被转入线在经过线粒体内膜的物质才干被转入线粒体，这就是所谓穿越机制

36、。粒体，这就是所谓穿越机制。 知动物细胞内有两个穿越系统。知动物细胞内有两个穿越系统。n 脑、骨骼肌脑、骨骼肌n 线粒体内外脱氢酶的辅酶不同线粒体内外脱氢酶的辅酶不同,+1.5ATP,+1.5ATP-甘油磷酸穿越系统甘油磷酸穿越系统 NAD+ 苹果酸苹果酸 苹果酸苹果酸 NAD+ 苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶 苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶 NADH 草酰乙酸草酰乙酸 Glu Glu 草酰乙酸草酰乙酸 NADH Asp Asp 呼吸链呼吸链 4 胞浆胞浆 内膜内膜 线粒体基质线粒体基质 3ATP 3：-酮戊二酸载体酮戊二酸载体 4：酸性氨基酸载体酸性氨基酸载体 有氧氧化有氧氧化1G 38ATP P/O=

37、3 3 3酮戊酮戊二酸二酸 线粒体内外脱氢酶的辅酶一样线粒体内外脱氢酶的辅酶一样,+2.5ATP,+2.5ATP 心肌、肝心肌、肝2.5ATP30个个ATP 1分子分子G胞浆胞浆2 分子分子NADH糖酵解糖酵解有氧氧化有氧氧化32个个ATP -磷酸甘油穿越作用磷酸甘油穿越作用苹果酸穿越作用苹果酸穿越作用线粒体线粒体第三节第三节 不生成不生成ATPATP的氧化途径的氧化途径一、微粒体氧化体系一、微粒体氧化体系由由NADPH-细胞色素细胞色素P450复原酶、细胞色素复原酶、细胞色素P450、 FAD组成的复杂酶系。组成的复杂酶系。 催化氧分子中的一个氧原子掺入究竟物羟化催化氧分子中的一个氧原子掺入

38、究竟物羟化，另一个氧原子使，另一个氧原子使NADPH+H+中的氢氧化生中的氢氧化生成水。故又称混合功能氧化酶、羟化酶、加单氧成水。故又称混合功能氧化酶、羟化酶、加单氧酶，从底物角度看，只掺入一个原子氧。酶，从底物角度看，只掺入一个原子氧。 加单氧酶系催化总反响式如下：加单氧酶系催化总反响式如下： NADPHHO2RHNADPH2OROH1、加单氧酶系、加单氧酶系monooxygenase)加单氧酶的生物功能加单氧酶的生物功能 主要分布在肝、肾上腺微粒主要分布在肝、肾上腺微粒体中。体中。功能功能羟化底物羟化底物 1 1、参与类固醇激素、活性维、参与类固醇激素、活性维生素生素D3D3的羟化及胆汁酸

39、盐、胆色素的羟化及胆汁酸盐、胆色素等的生成。等的生成。 2 2、参与某些药物、毒物的生、参与某些药物、毒物的生物转化。物转化。二、过氧化体氧化体系二、过氧化体氧化体系1、 过氧化氢的生成过氧化氢的生成过氧化体中含有较多的需氧脱氢酶，它们可分过氧化体中含有较多的需氧脱氢酶，它们可分别催化别催化L-氨基酸、氨基酸、D-氨基酸、黄嘌呤物质脱氢氨基酸、黄嘌呤物质脱氢氧化，产生过氧化氢。氧化，产生过氧化氢。RH2N -C-HCOOH+ O2 + H2ORCOOHC=O + NH3 + H2O2H2O2的功能：的功能：1粒细胞和吞噬细胞内，粒细胞和吞噬细胞内，H2O2氧化杀死入氧化杀死入侵侵 的细菌；的细

40、菌；2甲状腺细胞甲状腺细胞H2O2使使2I-氧化为氧化为I2，使酪氨，使酪氨酸酸 碘化为甲状腺素。碘化为甲状腺素。H2O2的毒性：的毒性：1氧化含巯基的酶或蛋白质氧化含巯基的酶或蛋白质2氧化生物膜中的不饱和脂肪酸构成过氧化氧化生物膜中的不饱和脂肪酸构成过氧化 脂质脂质2、 过氧化氢对机体的影响过氧化氢对机体的影响3、 机体对过氧化氢的处置和利用机体对过氧化氢的处置和利用(1)(1)过氧化氢酶过氧化氢酶(Catalase)(Catalase) 又称触酶，含又称触酶，含4 4个血红素。个血红素。-1-1-2 也以血红素为辅基。也以血红素为辅基。 催化催化H2O2H2O2直接氧化酚类或胺类物直接氧化酚类或胺类物质。质。 R-Ph-OH+H2O2 R-Ph-O+2H2O R-Ph-OH+H2O2 R-Ph-O+2H2O R-NH2+H2O2