《生物化学》课件-项目6 生物氧化与能量生成

能量的来源和利用维持人体正常运转需要能量，那能量从哪里来呢？一、能量的来源糖类蛋白质脂肪葡萄糖氨基酸脂肪酸一、能量的来源糖原蛋白质脂肪葡萄糖氨基酸脂肪酸乙酰CoA能量水二氧化碳第一阶段第二阶段第三阶段三羧酸循环一、能量的来源高能化合物：含有高能键的化合物高能键：水解时释放的能量大于21kJ/mol的化学键，常用“～”符号表示ATP二、能量的储存与利用二、能量的储存与利用三、临床应用能量平衡能量负平衡能量正平衡四、小结能量主要来源于三大营养物质在体内的氧化分解能量释放、储存、转移、利用都是以ATP为中心。ATP用于维持机体各种生命活动磷酸肌酸是能量的主要储存形式能量的来源和利用的关键环节是什么？思考题氧化呼吸链细胞是如何利用氧气生成水的呢？乙酰CoA能量水二氧化碳三羧酸循环一、氧化呼吸链概念氧化呼吸链递氢体和递电子体按一定顺序排列在线粒体内膜上，形成了一个连续传递链，称为氧化呼吸链，又称电子传递链部位：线粒体内膜上组成：一系列传递体，酶和辅酶（辅基）功能：传递氢和电子二、主要成分和作用组成以NAD+与

NADP+为辅酶的脱氢酶类黄素蛋白(FMN、FAD)铁硫蛋白(Fe-S)泛醌（辅酶Q）细胞色素体系（Cyt）

作用递氢体递氢体单电子传递体递氢体（递电子体）单电子传递体三、氧化呼吸链的酶复合体*泛醌和Cytc均不包含在上述四种复合体中复合体酶名称辅基主要作用复合体ⅠNADH-泛醌还原酶FMN，Fe-S将NADH的氢原子传递给CoQ复合体Ⅱ琥珀酸-泛醌还原酶FAD，Fe-S将琥珀酸中的氢原子传递给CoQ复合体Ⅲ泛醌-细胞色素C还原酶铁卟啉，Fe-S将电子从还原性泛醌传递给CytC复合体Ⅳ细胞色素C氧化酶铁卟啉，Cu将电子从细胞色素C传递给O2

氧化呼吸链的酶复合体三、氧化呼吸链的酶复合体ⅠⅡⅣCytcQNADH+H+NAD+延胡索酸琥珀酸1/2O2+2H+H2O胞液侧基质侧线粒体内膜e-e-e-e-e-Ⅲ呼吸链各复合体的位置示意图四、体内两条重要的呼吸链NADH氧化呼吸链01NADH→复合体Ⅰ→Q→复合体Ⅲ→Cytc→复合体Ⅳ→O2琥珀酸氧化呼吸链02琥珀酸→复合体Ⅱ→Q→复合体Ⅲ→Cytc→复合体Ⅳ→O2NADH氧化呼吸链四、体内两条重要的呼吸链ⅢⅠⅡⅣCytcQNADH+H+NAD+延胡索酸琥珀酸1/2O2+2H+H2O胞液侧基质侧线粒体内膜e-e-e-e-e-NADH→复合体Ⅰ→Q→复合体Ⅲ→Cytc→复合体Ⅳ→O2琥珀酸氧化呼吸链四、体内两条重要的呼吸链ⅢⅠⅡⅣCytcQNADH+H+NAD+延胡索酸琥珀酸1/2O2+2H+H2O胞液侧基质侧线粒体内膜e-e-e-e-e-琥珀酸→复合体Ⅱ→Q→复合体Ⅲ→Cytc→复合体Ⅳ→O2四、体内两条重要的呼吸链NADHFMN(Fe-S)琥珀酸FAD(Fe-S)CoQCytb→Cytc1→CytcCytaa3O2H2ONADH氧化呼吸链FADH2氧化呼吸链交汇点五、临床应用NADHFMN(Fe-S)琥珀酸FAD(Fe-S)CoQCytb→Cytc1→CytcCytaa3O2鱼藤酮粉蝶霉素A异戊巴比妥×抗霉素A二巯基丙醇×CO、氰化物及H2S×各种呼吸链抑制剂的阻断位点小结递氢体和递电子体按一定顺序排列在线粒体内膜上形成了一个连续传递链，称为氧化呼吸链，又称电子传递链NADH氧化呼吸链、琥珀酸氧化呼吸链阻断氧化呼吸链的电子传递，从而抑制细胞呼吸概念体内两条重要的呼吸链呼吸链抑制剂哪些因素会影响呼吸链的电子传递呢？思考题氧化磷酸化机体中水与能量的产生有什么样的关系呢？乙酰CoA能量水二氧化碳三羧酸循环一、氧化磷酸化概念氧化磷酸化代谢物脱下的氢，经线粒体呼吸链电子传递生成水的同时释放能量，偶联驱动ADP磷酸化生成ATP的过程，称为氧化磷酸化，是氧化与磷酸化的偶联二、氧化磷酸化的偶联部位P/O确定氧化磷酸化偶联部位NADHFMN(Fe-S)琥珀酸FAD(Fe-S)CoQCytb→Cytc1→CytcCytaa3O2ADP→ATPATPNADH氧化呼吸链生成2.5分子ATPFADH2氧化呼吸链生成1.5分子ATPADP→ATPADP→ATP三、氧化磷酸化偶联机制ⅢⅠⅡⅣF0F1CytcQNADH+H+NAD+延胡索酸琥珀酸H+1/2O2+2H+H2OADP+PiATP4H+2H+4H+胞液侧

基质侧++++++++++---------化学渗透学说示意图1978年因化学渗透假说获诺贝尔化学奖彼得·米切尔电子传递过程复合体Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ有质子泵功能四、影响氧化磷酸化的因素适应机体的实际需求，避免能源的浪费ADP/ATP增大ADP/ATP比值细胞内能量供应不足时氧化磷酸化加快补充ATPADP/ATP减小细胞内能量供应充足时氧化磷酸化减慢ATP减少四、影响氧化磷酸化的因素呼吸链抑制剂解偶联剂氧化磷酸化抑制剂各种抑制剂诱导Na+–K+–ATP酶→ATP分解加快→ADP/ATP增大→氧化磷酸化加快→ATP生成增多解偶联蛋白基因表达增加→氧化与磷酸化的偶联分离→破坏质子电化学梯度→能量以热能形式释放促进氧化磷酸化→产热增多四、影响氧化磷酸化的因素甲状腺激素小结代谢物脱下的氢，经线粒体呼吸链电子传递释放能量偶联驱动ADP磷酸化生成ATP的过程，称为氧化磷酸化NADH氧化呼吸链生成2.5分子ATPFADH2氧化呼吸链生成1.5分子ATPADP/ATP、抑制剂、甲状腺激素对氧化磷酸化的影响请应用氧化磷酸化相关知识，分析甲亢患者为何会出现多食、多汗、疲乏无力等临床表现？临床护理中还应该注意哪些问题呢？思考题三羧酸循环蛋白质、糖、脂肪糖、蛋白质、脂肪，在体内究竟是如何变成水和二氧化碳的？它们又是如何给有机体供能的？糖、脂肪、蛋白质氧化分解的三个阶段糖原脂肪蛋白质葡萄糖甘油+脂肪酸氨基酸乙酰辅酶A三羧酸循环CoASH2HATPADP+PiO2H2OCO2第一阶段（释能1%）第二阶段（释能1/3）第三阶段（释能2/3）一、发现历程三羧酸循环

TricarboxylicacidCycleTCAHansKrebs

（1900-1981）1231920年研究阶段1937年鸽胸肌实验提出1953年诺贝尔奖线粒体需要氧代谢部位反应条件草酰乙酸三羧酸循环柠檬酸α－酮戊二酸琥珀酰CoA乙酰辅酶A二、反应条件CoASHNADH+H+NAD+CO2NAD+NADH+H+CO2GTPGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASH⑧①②③④⑤⑥⑦②H2O①柠檬酸合酶②顺乌头酸酶③异柠檬酸脱氢酶④α-酮戊二酸脱氢酶复合体⑤琥珀酰CoA合成酶⑥琥珀酸脱氢酶⑦延胡索酸酶⑧苹果酸脱氢酶CH3-C-SCoAOOCOOHCCH2COOH草酰乙酸COOHHO-C-COOHCH2COOH柠檬酸CH2COOHC-COOHCHCOOH顺乌头酸CH2COOHH-C-COOHCHCOOH异柠檬酸CH2HO-COOHCH2CCOOHα－酮戊二酸CH2O琥珀酰CoAO-SCoACH2CH2COOHC琥珀酸CH2CH2COOHCOOH延胡索酸CHCHCOOHCOOHHO-C-HCH2COOHCOOH苹果酸三、基本过程1分子乙酰辅酶A被氧化2次脱羧生成2分子CO24次脱氢，3次交给NAD+1次交给FAD经氧化磷酸化生成9ATP；经底物水平磷酸化生成1ATP，共生成10ATP循环一周因3个酶催化反应不可逆所以整个循环是不可逆的不可逆体系柠檬酸合酶异柠檬酸脱氢酶α-酮戊二酸脱氢酶复合体四、三羧酸循环的要点01氧化供能02机体产能的主要阶段03体内代谢水和CO2的主要来源五、三羧酸循环的主要作用及生理意义04实现三大营养物质相互转变的关键环节五、三羧酸循环的主要作用及生理意义05为机体提供生物合成的原料五、三羧酸循环的主要作用及生理意义TCA循环↓脑供能不足α-酮戊二酸谷氨酸谷氨酰胺NH3脑内