糖代谢二.ppt

1、第4节生物氧化1。生物氧化概述2。生物氧化中CO2生成3。生物氧化中H2O的生成4。氧化磷酸化，1。生物氧化概述，1.1生物氧化是1.2生物氧化的特性1.3氧化还原电位和自由能1.4高能化合物，1.1生物氧化定义：有机物质(糖、脂肪、蛋白质)在生物细胞内氧化，产生二氧化碳和H2O，释放能量的过程，生物氧化生物氧化通常需要消耗氧气，因此也称为呼吸作用。脂肪、葡萄糖、其他单糖、三羧酸循环、电子传递(氧化)、蛋白质、脂肪酸、甘油、多糖、氨基酸、乙酰化物CoA，n*2H、磷酸化，Pi，小分子化合物为丙酮酸大分子分解为基本结构单位，利用生物氧化的3个阶段，e-释放的能量利用ATP，转换为光和热，散失，1

2、.2生物氧化的特性，生产化和有机物在体外氧化(燃烧)的本质相同，脱水，电子损失或与氧结合，氧气消耗，CO2和H2O生成但这两者是生物氧化燃烧，细胞内温和条件高温或高压，干燥条件(常温，大气压，中性pH，水溶液)，一系列酶反应武器催化剂的阶段性氧化能，能量利用高的能量爆炸释放，1.3氧化还原电位和自由能(数349)，生化标准氧化还原电位(E0)也就是说，还原力越强，还原剂E0值越大，电子能力越大。也就是说，氧化力越强，氧化还原反应中的氧化剂就越强。电子总是从E0值小的物质转移到值大的物质。也就是说，从还原剂流向氧化剂，自由能(G):是指在一个系统的总能量中，在恒温恒压条件下可以工作的部分能量(G

3、): A B G=GB GA G是衡量反应自发性的标准G0，能量吸收，非自愿进行G=0，平衡状态，生化标准单位为J/mol，KJ/mol自由能变化与氧化还原电位的关系G0=-nF E0其中n是转移电子的数量f是法拉第常数f=96.496 KJ/V . mol=23.062 kcal/V . mole 0是生化标准氧化还原电位单位螺栓线粒体呼吸链中把电子从NADH传递到O2的力是由于NAD/NADH H和1/2 O2/H2O的两个反反应之间存在很大的电位。(a)O2 h 2 e-H2O E0=0.82v(b)nad h 2e-nadhe 0=-0.322v由(a)变为(b)，立即使用(c)表达式

4、：(c高能化合物分子释放大量自由能时，释放水解断裂的活性孔刘键称为高能键，高能化合物的种类是包含分子结构特性和高能键的特性氧键氮键硫碳键类型、高能化合物类型、ATP的特殊作用ATP在细胞内能量货币ATP传递能量时起着转运站的作用，这是能量载体和载体，但是能量存储者ATP在细胞内生物氧化中产生二氧化碳的方法：糖、脂质、蛋白质等有机物转化为含有羧基的中间化合物，然后根据酶催化脱羧生成CO2类型：直接脱羧：氧化脱羧：伴随着脱羧过程中的氧化脱氢，生物氧化中的H2O，代谢物伴随着脱氢酶催化的氢，相应的氢载体(，例如，12 O2，NAD，电子传递链，H2O，2e，o=，2h，3.1生物氧化水生成系统，脱氢

5、酶3360激活代斯产物中包含的氢，使其脱落，传递体：传递体：这个由载体组成的电子传递系统称为电子传递链，因为它的功能和呼吸作用直接相关，所以也称为呼吸链。电子传递链存在于原核生物质膜上，真核细胞存在于线粒体内膜上。从：代斯产物中分离出来的氢通过一系列载体，最后传递给活性氧分子。产生水的系统称为呼吸链。电子传递链(有电子传递)、ATP合成酶、呼吸链中NADH-Q还原酶、丁二酸-Q还原酶、细胞色素c还原酶、细胞色素c氧化酶、NADH、NADH-Q还原酶、Q、细胞色素c还原酶NADH呼吸链和FADH2呼吸链取决于从代谢体分离出来的氢的早期受体，不同的是代谢物脱氢酶的辅酶，两个典型的呼吸链，线粒体呼吸

6、链，3.4呼吸链的组成，尼古丁酰胺脱氢酶黄素蛋白酶(flavoproteins，FP) 3。 铁硫蛋白(ironsulfur proteins) 4。辅酶(也写ubiquinone，CoQ)5。细胞色素(cytochromes)、NADH、焦炭(子酶q)、Fe-s、cyc1、O2、cyt b、cyt c、cyt aa3、和，铁硫蛋白，特征：在分子结构中，每个铁原子和4个硫原子结合，有2Fe-2S和4Fe-4S两种类型，形成FeS中心，Fe在蛋白质分子中连接4个Cys残基的巯基和蛋白质。无硫蛋白在生物界广泛存在，经常与线粒体内膜中的黄素酶或细胞色素结合而发现。从NADH到氧气的呼吸链有多个不同的

7、铁硫中心，有些NADH脱氢酶与细胞色素b和C1有关。电子传递机制：Fe2，Fe3通过相互更改进行电子传递，Fe3 Fe2，e，-e，CoQ，特征：电子传递链中唯一的郑智薰蛋白质电子载体。被称为脂溶性醌的钍被缩写为CoQ或q。电子通过氧化和还原传递。呼吸链中唯一没有与蛋白质结合的载体(辅酶)，可以在黄素蛋白和细胞色素之间起到特殊灵活的电子载体作用。是含有细胞色素素的电传递蛋白的总称，特征：血红素(血红素)为辅助，血红素的主要成分是铁卟啉。细胞色素类别：根据吸收光谱分为a、b、c三类，呼吸链中5个b、c、C1、a和a3 cytb和cyc1、cytc构成了在呼吸链中电子载体的典型线粒体呼吸链中，以细

8、胞色素顺序包含以下内容的复合物：b C1 c aa3 O2 a和a3除了铁卟啉外还有铜原子。Cyt aa3可以直接使用O2作为电子受体，因此aa3也称为细胞色素c氧化酶。a和a3之间的两个铜离子起电子传递作用。Cu Cu2的相互变化将Cytc携带的电子传递到O2。在呼吸链中电子传递时，自由能的减少，fad H2，2e-，NADH，E0低，3.5电子传递链中中间体的顺序，G0=-nF E0，呼吸链成分根据氧化还原电位从低到高排列，电子逐渐传递到氧气，按组e:低高电子移动方向：低电位高电位，g:逐渐减少发射能量，)O2 NADH H2O nad E0=1.14v g=-nfe 0=-2 96500

9、 1.14=-220 kj/mm通过QH2-Cyt c还原酶、Cyt c和Cyt c氧化酶将电子传递到O2。复合体II也是线粒体内膜中存在的蛋白质复合体，结构比复合体I简单，含有4种不同的蛋白质。其活性部分含有辅助FAD和铁硫蛋白。配合物II的作用是催化丁二酸脱氢氧化及q的还原。3)泛醌细胞色素c还原酶，简单写： QH2-Cyt c还原酶，即复合III是由两个相同单体组成的两个二聚体，催化QH2氧化和细胞色素c (Cyt c)还原。每个单体由11种亚基组成。活性部分主要由细胞色素b、C1和铁硫蛋白(2Fe-2S)组成。4)细胞色素c氧化酶，简称： Cyt c氧化酶，即复合IV位于线粒体呼吸链末

10、端，由13个多肽子键组成。活性部分主要由Cyta和a3组成，两者除铁卟啉外还含有铜原子。Cyt a a3可以直接使用O2作为电子受体。在电子传递过程中，分子中的铜离子可以引起Cu Cu2的相互变化，将Cyt c携带的电子传递到O2。4cytc(原型)8H内部O2 4cytc(氧化型)4H外部2H2 O，3.6电子传递抑制剂，NADH，fmn，CoQ，Fe-s，cyt C1，O2，cyt b AMP PPi能量ATP、ATP生成、氧化磷酸化、基质水平磷酸化、电子传递系统磷酸化、生产过程中代斯产物释放的自由能用于合成ATP(即ADP PiATP)，这种氧化释放能量与ATP生成(磷酸化)结合的过程称

11、为氧化磷酸化，4.1。基质的水平磷酸化，在分子内能量的再分配的同时，基质的氧化形成特定高能磷酸化合物的中间产物，将磷酸基团转移到ADP上，形成ATP的作用。X ADP ATP X，P是捕获能量的方法，生产消化是在发酵(厌氧呼吸)中获取能量的唯一方法。无论氧气是否存在，ATP生成中不涉及氧分子，不通过电传递链传递电子。特征：基质水平磷酸化，定义：氧化的基质伴随氧化脱氢磷酸化，分子内部能量再分配，形成高能磷酸化合物的中间产物，然后通过酶进行ATP位置：的磷酸化过程，在细胞质和线粒体上进行：气质水平的磷酸化可能发生在具有O2或没有O2的条件下。糖酵解主要以这种方式获取能量，Pi，3-磷酸甘油脱氢酶，磷酸甘油激酶，3-磷酸甘油醛，Pi，3-二甘油酸，3-磷酸甘油酸，4.2。电子传递系统磷酸化在电子从NADH或FADH2通过电子传递系统(呼吸链)传递到氧气时，ADP磷酸化伴随ATP，这整个过程称为电子传