生物化学6-生物能课件

第6章生物能ATP是能量的携带者和转运者第6章生物能自然界存在的能量形式：光能（太阳能）风、水、潮汐热能、核能、磁能化学能（石油、煤炭）维持生命活动的能量：光能----光合磷酸化化学能----氧化磷酸化光合作用生物氧化生物氧化（Biologicaloxidation）(CH2O)nCO2+H2OH+NAD+/FADNADH/FADH2OH2O生物氧化：有机物在生物体细胞内的氧化还原作用。

有机物在生物体内氧化分解成二氧化碳和水，并释放出能量的过程。又称细胞呼吸或组织呼吸。生物氧化的特点:1.在温和条件下进行的一系列酶促反应；2.产生大量ATP；3.氢质子传递给氧生成水；4.碳的氧化和氢的氧化是非同步进行的；5.物质代谢与能量代谢紧密相连。1.生物氧化产生的质子和电子是如何传递的？线粒体呼吸链-----电子传递体系

原核细胞：在细胞膜上，真核细胞：在线粒体内膜上。(electrontransportchain)(respiratorychain)柠檬酸循环脂肪酸氧化等代谢途径线粒体呼吸链的电子传递和氧化磷酸化

4个蛋白质复合物存在于线粒体内膜上，

1个脂溶性的CoQ和1个水溶性的cytc穿梭在蛋白质复合体之间。线粒体呼吸链复合体复合物酶肽链数辅基还原电位（电子亲和力）复合物ⅠNADH-CoQ还原酶41FMN，Fe-S

小复合物Ⅱ琥珀酸-CoQ还原酶4FAD，Fe-S复合物ⅢCoQ-cytc还原酶10铁卟啉，Fe-S复合物Ⅳcytc氧化酶13铁卟啉，Cu离子大线粒体呼吸链cytc单电子传递体外周蛋白QH2双电子载体非蛋白载体Qcytb、Fe-SCytc1

cytaa3、CucytcO2e-e-e-e-复合物ⅢQH2-cytc还原酶复合物Ⅳcytc氧化酶复合物ⅠNADH-Q还原酶NADHe-FMNFe-Se-1NADH呼吸链琥珀酸e-FADFe-S复合物Ⅱ（琥珀酸—泛醌还原酶）e-2FADH2呼吸链辅酶Q（CoQ10、泛醌）CH3(CH2–CH=C–CH2)n

n=10异戊烯电子传递的重要中间体，脂溶性抗氧化剂，能激活人体细胞和细胞能量的营养，具有提高人体免疫力、增强抗氧化、延缓衰老和增强人体活力等功能，常用于营养保健品及食品添加剂。1958年被卡鲁福鲁卡斯博士认定化学结构，被称为辅酶Q10的研究之父，同年英国爱丁堡大学彼得·麦克博士研究辅酶Q10与细胞能源关系，获得诺贝尔奖。(Ⅲ)卟啉环吡咯环乙烯基丙酸基细胞色素体系细胞色素是一类含有铁卟啉辅基的色蛋白，属于递电子体。线粒体内膜中有细胞色素b、c1、c、aa3，是细胞内的吸光物质。1.细胞色素b、c1、c：为红色细胞素，辅基是血红素。2.细胞色素aa3：为绿色细胞素，辅基是血红素A将电子直接传递给氧，又称为细胞色素氧化酶。复合物Ⅰ——NADH-泛醌还原酶驱使H+泵出FMNFe-SCoQ2次单电子传递2次单电子传递

复合物Ⅱ——琥珀酸-泛醌还原酶不驱使H+泵出FADFe-SCoQ2次单电子传递2次单电子传递复合物Ⅲ——泛醌-细胞色素c还原酶QH2QH•QFe-Scc1b-562b-566CoQFe-Scytc1cytc2次单电子传递驱使H+泵出复合物Ⅳ——细胞色素c氧化酶驱使H+泵出cytcCuAcytacyta3CuBO22次单电子传递2次单电子传递2.氢和电子如何与分子氧结合形成水？代谢物脱下的氢和电子经线粒体呼吸链传递给氧生成水。2e-+2H+结合到1/2O2形成H2O。ATPSynthase（ATP合酶）的结构H+的电位差是推动力3.ATP是如何产生的？F1催化亚基F0跨膜的质子通道与线粒体电子传递链形成完整的能量转换系统线粒体基质线粒体内膜NADHO2生成3个ATPP/O=3FADH2O2生成2个ATPP/O=2氧化磷酸化作用的P/O比P/O比表示每传递一对电子所能合成的ATP数目。（每消耗1mol原子氧所消耗无机磷的mol数。）P/O比实质上是指物质彻底氧化为CO2和H2O能合成的ATP数。磷原子与氧原子之比氧化磷酸化作用机理——化学渗透假说TheNobelPrizeinChemistry1978"forhiscontributiontotheunderstandingofbiologicalenergytransferthroughtheformulationofthechemiosmotictheory"PeterD.MitchellUnitedKingdomb.1920

d.1992GlynnResearchLaboratoriesBodmin,UnitedKingdom

H+电化学梯度1961年提出线粒体呼吸链氧化磷酸化偶联部位12阻断复合物Ⅰ，Ⅲ，Ⅳ中进行的电子传递。1.电子传递抑制剂抑制呼吸链的电子传递，也就是抑制生物氧化。鱼藤酮或安密妥抗霉素氰化物或CO(作用Fe2+和CuB+双核中心）

抑制剂2.磷酸化抑制剂抑制ATP的合成，使质子电化学梯度处于最高能态，从而抑制电子传递。1.寡霉素(oligomycin)

可结合F0的通道中，防止质子进入。2.二环己基碳二亚胺(dicyclohexylcarbodiimide,DCC)可与F0的DCC结合蛋白结合3.栎皮酮(quercetin)直接抑制参与ATP合成的ATP酶。F1催化亚基F0跨膜的质子通道3.解偶联剂(uncoupler)解偶联剂：使氧化和磷酸化脱偶联，氧化仍可以进行，而磷酸化不能进行。作用的本质：是增大线粒体内膜对H+的通透性，消除H+的跨膜梯度，因而无ATP生成，电子传递的能量以热的形式散失。解偶联作用是一种产热方式（植物早春的萌发、冬眠和耐寒动物）。常用的解偶联剂：2,4-二硝基酚(dinitrophenol,DNP)对三氟甲氧基苯腙二氰化物双香豆素(dicoumarin)过量的阿斯匹林过量的甲状腺素习题1.线粒体呼吸链的反应场所？线粒体呼吸链上有哪些组成成分？根据接受代谢物脱下的氢的初始受体不同，典型的呼吸链包括哪两种？

生物合成主要由

提供还原能力。

呼吸链上的复合体Ⅱ的主要成分是

。

辅酶I分子中是否含有高能磷酸键？7.NADH氧化时的P/O比值是多少

。A.2B.1/2C.3D.1/38.不含铁卟啉类化合物的是

。A.细胞色素B.叶绿素C.血红蛋白D.肌红蛋白9.呼吸链的电子传递体中

不是蛋白质的物质。ANADBFMNCFe-SD.CoQEC