第四章生物氧化ppt课件

1、生生 物物 氧氧 化化 制造：李海燕制造：李海燕营养物质营养物质(糖、脂肪及蛋白质等在生物体糖、脂肪及蛋白质等在生物体内经氧化分解，最终生成内经氧化分解，最终生成CO2 和和 H2O，并释放，并释放能量的过程称生物氧化。能量的过程称生物氧化。线粒体内生物氧化：氧化产能并伴有线粒体内生物氧化：氧化产能并伴有ATP生成。表现为细胞耗生成。表现为细胞耗O2、释放、释放CO2 ，故又称细，故又称细胞呼吸或组织呼吸。胞呼吸或组织呼吸。 第一节第一节 概概 述述 一、生物氧化的概念一、生物氧化的概念 二、生物氧化的特点二、生物氧化的特点 一生物氧化与体外氧化的一样点一生物氧化与体外氧化的一样点生物氧化与体

2、外氧化或熄灭的化学本质一样。生物氧化与体外氧化或熄灭的化学本质一样。生物氧化中物质的氧化方式有加氧、脱氢、失电子等，生物氧化中物质的氧化方式有加氧、脱氢、失电子等，遵照氧化复原反响的普通规律。遵照氧化复原反响的普通规律。物质在体内外氧化时所耗费的氧量、最终产物物质在体内外氧化时所耗费的氧量、最终产物CO2CO2，H2OH2O和释放能量均一样。和释放能量均一样。u细胞内进展细胞内进展u是在细胞内温暖的环境中是在细胞内温暖的环境中由酶逐渐催化进展的，能由酶逐渐催化进展的，能量是逐渐释放的，并储存量是逐渐释放的，并储存于于ATP中。中。u底物脱氢经呼吸链传送后底物脱氢经呼吸链传送后与氧结合产生与氧结

3、合产生H2O；有机；有机酸脱羧产生酸脱羧产生CO2。其速度。其速度受体内多种要素影响的调受体内多种要素影响的调理。理。( (二生物氧化与体外氧化的不同点二生物氧化与体外氧化的不同点生物氧化生物氧化体外氧化体外氧化u细胞外细胞外u能量是一次释放的。能量是一次释放的。uCO2、H2O由物质由物质中的碳和氢直接与氧中的碳和氢直接与氧结合生成。结合生成。三、三、 生物氧化的普经过程生物氧化的普经过程2HCO2ATP ADP + PiO2H2O乙酰CoA CoASH葡萄糖 甘油、脂肪酸 氨基酸糖原 脂肪 蛋白质三羧酸循环第一阶段第二阶段第三阶段氧化磷酸化丙酮酸2H胞液线粒体定义定义 有机物在生物体内氧化

4、过程中所脱下的成对氢有机物在生物体内氧化过程中所脱下的成对氢原子原子2H，经过一系列有严厉陈列顺序的传送体组，经过一系列有严厉陈列顺序的传送体组成的传送体系进展传送，最终与氧结合生成水，这样的成的传送体系进展传送，最终与氧结合生成水，这样的传送体系称为呼吸链传送体系称为呼吸链 又称电子传送链。又称电子传送链。 传送体：递氢体和电子传送体传送体：递氢体和电子传送体2H = 2H+ + 2e，其本质是线粒体内膜上按一定顺序陈列的酶或辅酶。其本质是线粒体内膜上按一定顺序陈列的酶或辅酶。 第二节第二节 生成生成ATP的氧化磷酸化体系的氧化磷酸化体系 一、呼吸链和水的生成一、呼吸链和水的生成一呼吸链的概

5、念一呼吸链的概念二呼吸链的组成及陈列顺序二呼吸链的组成及陈列顺序 1、呼吸链的组成、呼吸链的组成 NAD+:递氢体递氢体 黄素蛋白类黄素蛋白类:递氢体递氢体 铁硫蛋白铁硫蛋白( Fe-S):递电子体递电子体 泛醌泛醌 (Q)：递氢体：递氢体 细胞色素体系细胞色素体系Cyt：递电子体：递电子体1NAD+： 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，是体内多种不需氧脱氢酶的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，是体内多种不需氧脱氢酶的辅酶。能进展加氢反响，构成复原型辅酶。能进展加氢反响，构成复原型NADH， 起递氢体起递氢体作用。作用。2 黄素蛋白类黄素蛋白类 FMN：黄素单核苷酸：黄素单核苷酸 FAD：黄素腺嘌呤二核苷酸：黄素腺嘌

6、呤二核苷酸FMN和和FAD中异咯嗪环起递氢体作用。中异咯嗪环起递氢体作用。 异咯嗪及核醇部分为异咯嗪及核醇部分为Vit B2核黄素。核黄素。 FMN构造构造CH2OHOPOHOCCHOHCHOHHOHCHHNHNNNOOH3CH3C1458910异咯嗪异咯嗪核醇核醇 CH2OOOHOHHHHCH2HOPOHONNNNNH2OPOHOCCHOHCHOHHOHCHHNHNNNOOH3CH3C1458910FAD构造构造 (3)铁硫蛋白铁硫蛋白( Fe-S)又叫铁硫中心。又叫铁硫中心。含有等量铁原子和硫原子。含有等量铁原子和硫原子。铁除与硫衔接外，还与肽链中半胱氨酸残基的巯基铁除与硫衔接外，还与肽链

7、中半胱氨酸残基的巯基衔接。衔接。 铁原子可进展铁原子可进展Fe2+ = Fe3+e 反响传送电子，为电反响传送电子，为电子传送体。子传送体。 FeFeSSSFeFeSSSSSCysCysCysCysSFeSFeSSSSCysCysCysCys (4)泛醌泛醌 (Q)即辅酶即辅酶Q CoQ，属于脂溶性醌类化合物。，属于脂溶性醌类化合物。因其为脂溶性，游动性大，极易从线粒体内膜因其为脂溶性，游动性大，极易从线粒体内膜中分别出来，因此不包含在四种复合体中。中分别出来，因此不包含在四种复合体中。分子中的苯醌构造能可逆地结合分子中的苯醌构造能可逆地结合2个个H，为呼吸，为呼吸链中的递氢体。链中的递氢体。

8、 OOCH3OCH3CH3OROHOHCH3OCH3CH3OR+ 2H 泛泛醌醌（氧氧化化型型） 二二氢氢泛泛醌醌（还还原原型型） (5)细胞色素体系细胞色素体系Cytl 细胞色素是一类以铁卟啉为辅基的电子传送蛋白，细胞色素是一类以铁卟啉为辅基的电子传送蛋白，因具有特殊的吸收光谱呈现颜色而得名。因具有特殊的吸收光谱呈现颜色而得名。l 细胞色素主要有细胞色素主要有a、b、c三类。其三类。其Cyt b、Cytc、 Cyt a的辅基分别为血红素的辅基分别为血红素A、血红素、血红素B、血红素、血红素C，主要，主要区别是铁卟啉环侧链不同及铁卟啉与酶蛋白部分结合方区别是铁卟啉环侧链不同及铁卟啉与酶蛋白部分

9、结合方式不同。式不同。 l 组成呼吸链的细胞色素：组成呼吸链的细胞色素：Cyt a、Cyt a3、Cyt b、Cytc、Cytc1。l 分子中的铁经过得失电子而起传送电子作用，为递分子中的铁经过得失电子而起传送电子作用，为递电子体。电子体。l 传送电子的顺序：传送电子的顺序：Cyt bCytc1Cytc Cyt aa3 CytO2。2 2、组成呼吸链的酶复合体、组成呼吸链的酶复合体人线粒体呼吸链复合体人线粒体呼吸链复合体复合体复合体酶名称酶名称复合体复合体复合体复合体复合体复合体复合体复合体NADH-泛醌还原酶泛醌还原酶琥珀酸琥珀酸-泛醌还原酶泛醌还原酶泛醌泛醌-细胞色素细胞色素C还原酶还原酶

10、细胞色素细胞色素c氧化酶氧化酶辅基辅基FMN，Fe-S FAD，Fe-S 铁卟啉，铁卟啉，Fe-S 铁卟啉，铁卟啉，Cu 多肽链数多肽链数394 1013 复合体复合体酶名称酶名称复合体复合体复合体复合体复合体复合体复合体复合体NADH-泛醌还原酶泛醌还原酶琥珀酸琥珀酸-泛醌还原酶泛醌还原酶泛醌泛醌-细胞色素细胞色素C还原酶还原酶细胞色素细胞色素c氧化酶氧化酶辅基辅基FMN，Fe-S FAD，Fe-S 铁卟啉，铁卟啉，Fe-S 铁卟啉，铁卟啉，Cu 多肽链数多肽链数394 1013 呼吸链各复合体在线粒体内膜中的位置呼吸链各复合体在线粒体内膜中的位置四种复合体的陈列关系四种复合体的陈列关系NA

11、DHsuccinate FMN（Fe-S） FAD（Fe-S） Cyt b, （Fe-S）CoQ Cyt aa3O2Cyt ccompex Icompex IIcompex IIIcompex IVc1NADH+H+ NAD+ FMN FMNH22Fe2+-S 2Fe3+-S QQH2 复合体复合体NADH CoQ FMN; Fe-SN-1a,b; Fe-SN-4; Fe-SN-3; Fe-SN-2 复合体复合体琥珀酸琥珀酸 CoQFe-S1; b560; FAD; Fe-S2 ; Fe-S3 琥珀酸琥珀酸 延胡索酸延胡索酸 FAD FADH22Fe2+-S 2Fe3+-S QQH2 复合体复

12、合体QH2 Cyt c b562; b566; Fe-S; c1 复合体复合体复原型复原型Cyt c O2CuAaa3CuB 抑制剂抑制剂三线粒体中两条重要的呼吸链三线粒体中两条重要的呼吸链1. NADH氧化呼吸链氧化呼吸链NADHFMN（Fe-S）CoQCyt b c1 caa3O22. 琥珀酸氧化呼吸链琥珀酸氧化呼吸链 CoQCyt b c1 caa3O2 FAD（Fe-S）琥珀酸NADHNADH呼吸链电子传送和水的生成呼吸链电子传送和水的生成H2O12O2O2-SH2复原型代复原型代 谢底物谢底物FMNFMNH2CoQH2CoQNAD+NADH+H+2Fe2+2Fe3+ 细胞色素细胞色素

13、b- c- c1 -aa3 Fe S2H+S氧化型代氧化型代 谢底物谢底物FADH2呼吸链电子传送和水的生成呼吸链电子传送和水的生成2eH2OFADFADH2琥珀酸琥珀酸 Fe S2Fe2+2Fe3+ 细胞色素细胞色素b- c1 - c-aa3QH2 Q12O2O2-2H+延胡索酸延胡索酸2eNADH氧化呼吸链氧化呼吸链 FADH2氧化呼吸链氧化呼吸链二、二、ATPATP的生成的生成经过经过ADPADP磷酸化而生成磷酸化而生成 ATP生成的方式：生成的方式： 氧化磷酸化氧化磷酸化 是指在呼吸链电子传送是指在呼吸链电子传送过程中偶联过程中偶联ADP磷酸化，生成磷酸化，生成ATP，又称，又称为偶联

14、磷酸化。为偶联磷酸化。 底物程度磷酸化是底物分子内部能量底物程度磷酸化是底物分子内部能量重新分布，生成高能键，使重新分布，生成高能键，使ADP磷酸化生磷酸化生成成ATP的过程。的过程。底物程度磷酸化底物程度磷酸化+ATP3-P-甘油酸3 3- -P P- -甘甘油油酸酸激激酶酶+ADP1,3-BP-甘油酸丙酮酸+ATP丙丙酮酮酸酸激激酶酶PEP+ADP琥珀酰CoA+Pi+GDP琥琥珀珀酰酰C Co oA A合合成成酶酶琥珀酸+CoA+GTP电子传送磷酸化AH2A2HNADH+H+(或 FADH2) NAD+(或 FAD)电子传递链H2O1/2 O2释放能量ADP + PiATP合成酶ATP氧化过程磷酸化过程氧化磷酸化氧化磷酸化的偶联部位氧化磷酸化的偶联部位氧化磷酸化的偶联部位氧化磷酸化的偶联部位NADHNADHFADH2FADH2O2O212H2OH2OH2OH2O 实测得实测得NADHNADH呼吸链：呼吸链： P/O 2.5 P/O 2.5ADP+Pi ATPADP+Pi ATP实测得实测得FADH2FADH2呼吸链：呼吸链： P/O 1.5 P/O 1.5O2O2122e-2e-ADP+Pi ATPADP+Pi ATPADP+Pi ATPADP+Pi